利用霍尔效应制作的霍尔元件,被广泛应用于测量和自动控制等领域。霍尔元件一般由半导体材料做成,有的半导体中的载流子(即自由电荷)是电子,有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)。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(已知电流的微观表达式为,其中n为导体单位体积内的自由电荷数,S为导体的横截面积,v为电荷定向移动的速率,q为电荷的带电量)。下列说法中正确的是( )
A.保持B、I不变,增大C、D面间距离时,增大
B.保持B、I不变,增大上下面间距离时,减小
C.无论该元件的载流子是电子还是空穴,侧面C电势都比D高
D.的大小与材料有关
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利用霍尔效应制作的霍尔元件,被广泛应用于测量和自动控制等领域。霍尔元件一般由半导体材料做成,有的半导体中的载流子(即自由电荷)是电子,有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)。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(已知电流的微观表达式为,其中n为导体单位体积内的自由电荷数,S为导体的横截面积,v为电荷定向移动的速率,q为电荷的带电量)。下列说法中正确的是( )
A.保持B、I不变,增大C、D面间距离时,增大
B.保持B、I不变,增大上下面间距离时,减小
C.无论该元件的载流子是电子还是空穴,侧面C电势都比D高
D.的大小与材料有关
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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两侧面会形成电压U。下列说法中正确的有
A.电压U仅与材料有关
B.电压U与电流I有关
C.若元件的载流子是自由电子,则C侧面电势低于D侧面电势
D.若元件的载流子是正粒子,则C侧面电势低于D侧面电势
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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.若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差UCD < 0
C.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
D.仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大
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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,磁感应强度为B的匀强磁场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,已知该元件的载流子为自由电子,下列说法中不正确的是
A.电势差UCD>0
B.电势差UCD<0
C.形成电势差UCD是因载流子受到磁场力而偏转
D.电势差UCD稳定时,是因电场力与磁场力达到平衡
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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,磁感应强度为B的匀强磁场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,已知该元件的载流子为自由电子,下列说法中不正确的是
A.电势差UCD>0
B.电势差UCD<0
C.形成电势差UCD是因载流子受到磁场力而偏转
D.电势差UCD稳定时,是因电场力与磁场力达到平衡
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利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时,另外两侧c、f间产生电势差(霍尔电压),这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是c、f间建立起电场EH,同时产生霍尔电压UH。当电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时,EH和UH达到稳定值。
(1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为1,请写出UH和EH的关系式;若半导体材料是电子导电的,请判断图1中c、f哪端的电势高;
(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的自由电荷数为n,每个电荷量为q。理论表明霍尔电压UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d、材料的性质有关。试推导出UH的表达式,并指出表达式中体现材料性质的物理量;
(3)图2是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉动信号图像如图3所示。若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,请导出圆盘转速N的表达式。
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利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时,另外两侧c、f间产生电势差(霍尔电压),这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是c、f间建立起电场EH,同时产生霍尔电压UH。当电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时,EH和UH达到稳定值。
(1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为1,请写出UH和EH的关系式;若半导体材料是电子导电的,请判断图1中c、f哪端的电势高;
(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的自由电荷数为n,每个电荷量为q。理论表明霍尔电压UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d、材料的性质有关。试推导出UH的表达式,并指出表达式中体现材料性质的物理量;
(3)图2是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉动信号图像如图3所示。若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,请导出圆盘转速N的表达式。
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利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时,另外两侧c、f间产生电势差(霍尔电压),这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是c、f间建立起电场EH,同时产生霍尔电压UH。当电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时,EH和UH达到稳定值。
(1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为1,请写出UH和EH的关系式;若半导体材料是电子导电的,请判断图1中c、f哪端的电势高;
(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的自由电荷数为n,每个电荷量为q。理论表明霍尔电压UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d、材料的性质有关。试推导出UH的表达式,并指出表达式中体现材料性质的物理量;
(3)图2是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉动信号图像如图3所示。若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,请导出圆盘转速N的表达式。
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利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时,另外两侧c、f间产生电势差(霍尔电压),这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是c、f间建立起电场EH,同时产生霍尔电压UH.当电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时,EH和UH达到稳定值。
(1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为l,请写出UH和EH的关系式;若半导体材料是电子导电的,请判断图1中c、f哪端的电势高;
(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的自由电荷数为n,每个电荷量为q。理论表明霍尔电压UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d、材料的性质有关。试推导出UH的表达式,并指出表达式中体现材料性质的物理量;
(3)图2是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉动信号图象如图3所示。若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,请导出圆盘转速N的表达式。
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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。如图是某种金属材料制成的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,下列说法中正确的是
A. D侧面电势高于C侧面电势
B. C侧面电势高于D侧面电势
C. 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
D. 在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
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