中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果.如图所示, 厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是
A.上表面的电势高于下表面电势
B.仅增大h时,上下表面的电势差增大
C.仅增大d时,上下表面的电势差减小
D.仅增大电流I时,上下表面的电势差减小
高三物理选择题中等难度题
中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是( )
A. 上表面的电势高于下表面电势
B. 仅增大h时,上下表面的电势差增大
C. 仅增大d时,上下表面的电势差减小
D. 仅增大电流I时,上下表面的电势差减小
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中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是( )
A. 上表面的电势高于下表面电势
B. 仅增大h时,上下表面的电势差增大
C. 仅增大d时,上下表面的电势差减小
D. 仅增大电流I时,上下表面的电势差减小
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中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果.如图所示, 厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是
A.上表面的电势高于下表面电势
B.仅增大h时,上下表面的电势差增大
C.仅增大d时,上下表面的电势差减小
D.仅增大电流I时,上下表面的电势差减小
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中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级。如图所示,厚度为,宽度为的金属导体,当磁场方向与电流方向(自由电子定向移动形成电流)垂直时在上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是
A.上表面的电势高于下表面
B.下表面的电势高于上表面
C.增大时,上下表面的电势差增大
D.增大时,上下表面的电势差增大
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如图,为探讨霍尔效应,取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体, 給金属导体加与侧面垂直的匀强磁场B, 且通以图示方向的电流I时, 用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U. 已知自由电子的电荷量为e. 下列说法中正确的是
A. M板比N板电势高
B. 导体单位体积内自由电子数越多, 电压表的示数越大
C. 导体中自由电子定向移动的速度为v=U/Bd
D. 导体单位体积内的自由电子数为
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如图,为探讨霍尔效应,取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体,给金属导体加与侧面垂直的匀强磁场B,且通以图示方向的电流I时,用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为已知自由电子的电荷量为e。下列说法中正确的是
A. M板比N板电势高
B. 霍尔元件是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器
C. 导体中自由电子定向移动的速度为
D. 导体单位体积内的自由电子数
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如右图,为探讨霍尔效应,取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体, 給金属导体加与侧面垂直的匀强磁场B, 且通以图示方向的电流I时, 用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U. 已知自由电子的电荷量为e. 下列说法中正确的是
A. M板比N板电势低
B. 导体单位体积内自由电子数越多, 电压表的示数越大
C. 导体中自由电子定向移动的速度为v=U/B
D. 导体单位体积内的自由电子数为
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如图所示,宽度为d、厚度为h的金属导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过该导体时,在导体的上、下表面之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明:当磁场不太强时,电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为,式中的比例系数k称为霍尔系数,设载流子的电荷量大小为q,金属导体单位体积内的自由电荷数目为n,下列说法正确的是
A. 导体上表面的电势大于下表面的电势
B. 霍尔系数为
C. 载流子所受静电力的大小
D. 载流子所受洛伦兹力的大小
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如图所示,厚度为h宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A/之间会产生电热差,这种现象称为霍尔效应。实验表明,当磁场不太强时,电热差U、电流I和磁感应强度B的关系 式中的比例系数K称为霍尔系数。
霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛仓兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两面之间就会形成稳定的电势差。
设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电量为e。回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势_____下侧面A的电势(填高于、低于或等于)
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为______。
(3)当导体板上下两面之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为_____。
(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为,其中n代表导体板单位体积中电子的个数。
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