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题型: 单选题
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单选题

利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域,如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差UCD,下列说法中正确的是(  )

A电势差UCD仅与材料有关

B仅增大磁感应强度时,C、D两面的电势差变大

C若霍尔元件中定向移动的是自由电子,则侧面C电势比例面D点电势高

D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平方向

正确答案

B

解析

解:A、根据CD间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c,有q=qvB,I=nqvS=nqvbc,则UCD=,n由材料决定,故U与材料有关;U还与厚度c成反比,与宽b无关,同时还与磁场B与电流I有关,故A错误、B正确.

C、根据左手定则,电子向C侧面偏转,C表面带负电,D表面带正电,所以D表面的电势高,则UCD<0.故C错误.

D、在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,应将元件的工作面保持竖直,让磁场垂直通过.故D错误.

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

磁流体发电机的示意图如图所示,横截面为矩形的管道长为l,宽为a,高为b,上下两个侧面为绝缘体,相距为a的两个侧面是电阻可忽略的导体,此两导体侧面与一负载电阻RL相联,整个管道放在一匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于上下侧面向上.现在电离气体(正、负带电粒子)持续稳定地流经管道,为使问题简化,设横截面上各点流速相同.已知电离气体所受的摩擦阻力与流速成正比;且无论有无磁场存在,都维持管两端电离气体压强差为p,设无磁场存在时电离气体流速为V0,求有磁场存在时此磁流体发电机的电动势大小.已知电离气体的平均电阻率为ρ.

正确答案

解:根据平衡有:pab=kv0

电源内阻:

电源电动势:E=Bav

根据闭合电路欧姆定律得,I=

BIa+kv=pab

解得E=

答:有磁场存在时此磁流体发电机的电动势大小E=

解析

解:根据平衡有:pab=kv0

电源内阻:

电源电动势:E=Bav

根据闭合电路欧姆定律得,I=

BIa+kv=pab

解得E=

答:有磁场存在时此磁流体发电机的电动势大小E=

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题型: 多选题
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多选题

图是霍尔元件的工作原理示意图,用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,对于一个霍尔元件d、k为定值,如果保持I恒定,则可以验证UH随B的变化情况.以下说法中正确的是(  )

A将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,UH将变大

B在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持与地面垂直

C在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平

D改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,UH将会发生变化

正确答案

A,D

解析

解:A、电子最终在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,evB=得:UH=vBL,则将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时,B增大,则UH将变大.故A正确.

B、C、地球赤道上方的地磁场方向水平,两极上方的磁场方向竖直;在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直,在测量两极磁场强弱时,霍尔元件的工作面应水平.故B错误,C错误.

D、改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,需将磁场进行分解,在垂直于工作面方向上的磁感应强度小于原磁场磁感应强度的大小,则UH将发生变化.故D正确.

故选:AD.

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题型:填空题
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填空题

医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的.使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中,两触点间的距离为3.0mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV,磁感应强度的大小为0.040T.则血流的速度为______m/s(保留两位有效数字),电极a为______极(填“正”或“负”)

正确答案

0.13

解析

解:血液中正负离子流动时,根据左手定则,正离子受到向上的洛伦兹力,负离子受到向下的洛伦兹力,所以正离子向上偏,负离子向下偏,则a带正电,b带负电.

最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零,有:

q=qvB

所以:

v== m/s=1.3m/s

故答案为:0.13,正.

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题型: 多选题
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多选题

(2015秋•驻马店期末)某同学对一种电磁抽水泵模型进行了研究.如图所示,电磁泵是一个长方体,ab边长为L1,左右两侧面是边长为L2的正方形,在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ,泵体内所在处有方向垂直向外的磁场B,工作时,泵体的上下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上,理想电流表示数为I,若电磁泵和水面高度差为h,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g.则下列判断正确的是(  )

A泵体上表面应接电源正极

B电源提供的电功率为UI

C电源提供的电功率为

D电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水

正确答案

A,B

解析

解:A、当泵体上表面接电源的正极时,电流从上向下流过泵体,这时受到的磁场力水平向左,能拉动液体;故A正确;

BC、根据电阻定律,泵体内液体的电阻:R=ρ=ρ×=

因此流过泵体的电流I==,那么液体消耗的电功率为P=,而电源提供的电功率为UI,故B正确,C错误;

D、电磁泵不加导电剂,不能抽取不导电的纯水,故D错误;

故选:AB.

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题型: 多选题
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多选题

宽为d的金属条放入匀强磁场中,磁场方向与金属条垂直,磁感强度为B,当金属条中通入如图所示的电流时,电荷的定向移动速度为v,则下面说法中正确的是(  )

Ab点电势高于a点电势

Bb点电势低于a点电势

Cab两点之间电势差为Bdv

Dab两点之间电势相等

正确答案

B,C

解析

解:A、B、D、电流的方向向下,电子定向移动的方向向上,所以电子向右侧面偏转,则右侧面带负电,左侧面失去电子带正电,左侧面的电势较高,即b点电势低于a点电势,故A错误,B正确,D错误;

C、当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向右侧面偏转,使得左右两侧面间产生电势差,当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时,前后两侧面间产生恒定的电势差.因而可得:e=qvB

解得:U=Bdv

故C正确;

故选:BC.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,一块铜块左右两面接入电路中.有电流I自左向右流过铜块,当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块,从后表面垂直穿出时,在铜块上、下两面之间产生电势差,若铜块前、后两面间距为d,上、下两面间距为l.铜块单位体积内的自由电子数为n,电子电量为e,求铜板上、下两面之间的电势差U为____________面的电势更高.

正确答案

下表

解析

解:根据左手定则知,电子向上表面偏转,则上表面带负电,下表面带正电,即金属块上表面的电势比下表面电势低.

根据I=nevS=nevdl,解得:v=

根据evB=e 得金属块上下表面的电势差为:U=vBh=

故答案为:,下表.

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题型: 多选题
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多选题

(2015秋•淮安校级月考)如图所示为等离子发电机工作原理图,A、B两极板间距离为d,两磁极间磁场视为匀强磁场,设磁感应强度为B,以下判断正确的是(  )

A上极板A将带正电

B下极板B将带正电

C电流表示数不可能超过

D电流表示数不可能超过

正确答案

B,C

解析

解:AB、由左手定则知正电荷运动的方向向里,掌心向左,所以正离子向下偏转,故B板是正极,即下极板带正电,故A错误,B正确;

CD、两板间电压稳定时满足:qvB=q,所以E=Bdv,则发电机的电动势E=Bdv,

再根据闭合电路欧姆定律,则有:I==,故C正确,D错误;

故选:BC.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,有一金属块放在垂直于表面C、磁感应强度B的匀强磁场中,金属块的厚度为d,高度为h.当有稳恒电流I从左向右行通过金属块时,由于磁场力的作用,金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为(上、下两面M、N上的电势分别为φM、φN)(  )

AMN|

B

C

D

正确答案

C

解析

解:最终电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,有evB=e

解得:v=

电流的微观表达式为I=nevS=nevhd,所以n==||=.故C正确,ABD错误.

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用.如图所示,泵体是一个长方体,ab边长为L1,两侧端面是边长为L2的正方形;流经泵体内的液体密度为ρ、在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ(电阻率的倒数),泵体所在处有方向垂直向外的磁场B,把泵体的上下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上,则(  )

A泵体上表面应接电源正极

B通过泵体的电流I=

C增大磁感应强度可获得更大的抽液高度

D增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度

正确答案

A,C

解析

解:A、当泵体上表面接电源的正极时,电流从上向下流过泵体,这时受到的磁场力水平向右,拉动液体,故A正确;

B、根据电阻定律,泵体内液体的电阻:R===

因此流过泵体的电流I=,故B错误;

C、增大磁感应强度B,受到的磁场力变大,因此可获得更大的抽液高度,故C正确;

D、若增大液体的电阻率,可以使电流减小,受到的磁场力减小,使抽液高度减小,故D错误;

故选:AC.

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