霍尔元件可以用来检测磁场及其变化，测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B的实验电路如图所示：（...

霍尔元件可以用来检测磁场及其变化，测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B的实验电路如图所示：

（1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流入，右侧流出，所测磁场的方向竖直向下，霍尔元件　　　　 （填“前”或“后”）表面电势高；

（2）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，霍尔元件长为a，宽为b，高为h，为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，还必须测量的物理量有　　　 （写出具体的物理量名称及其符号），计算式B=　　　　 。

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霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，广泛应用于测量和自动控制等领域. 在电动自行车中有多处用了霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等。实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子，但锌中的导电物质带的是正电。

(1)霍尔元件的原理图如图所示，若制作霍尔元件的材料使用的是锌，通入如图所示的电流后，N表面的电势_________M表面的电势（填“高于”、“低于”、“等于”）；

(2)霍尔元件能够把磁学量_________转换为电学量_________（填物理量的名称）。

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一块N型半导体薄片（称霍尔元件），其横载面为矩形，体积为b×c×d，如图所示．已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e，将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴方向，并通有沿x轴方向的电流I．

(1)此元件的CC/两个侧面中，哪个面电势高？

(2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的CC/ 两个侧面的电势差与其中的电流成正比；

(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器．其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通以电流I，用毫伏表测量C、C/间的电压U， 就可测得B．若已知其霍尔系数，并测得U =0.6mV，I=3mA．试求该元件所在处的磁感应强度B的大小．

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霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz(B0、k均为常数)。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（　　 ）

A．B越大，上、下表面的电势差U越大

B．k越大，传感器灵敏度越高

C．图中霍尔元件的上板电势可能比下板电势高

D．电流越大，上、下表面的电势差U越小

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霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz(B0、k均为常数)。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图所示)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则　　 (　　 )

A. 上、下表面的电势差U与磁感应强度B有关

B. 若图中霍尔元件是电子导电，则上表面电势高

C. 若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高

D. 上、下表面的电势差U与电流无关

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霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B＝B0＋kz(B0、k均为常数)．将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图所示)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同．则(　　)

A. 磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大

B. k越大，传感器灵敏度()越高

C. 若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高

D. 电流越大，上、下表面的电势差U越小

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霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，磁场方向沿x轴正方向，磁感应强度B随x的变化关系为（ .均大于零的常数），薄形霍尔元件的工作面垂直于x轴，通过电流I沿z轴负方向，霍尔元件沿x轴正方向以速度v匀速运动，要使元件上.下表面产生的电势差变化得快，可以采取的方法是（　　 ）

A. 增大I　　 B. 增大　　 C. 减小k　　 D. 减小v

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霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图1所示，在一矩形半导体薄片的P，Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M，N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．

(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与______(填“M”或“N”)端通过导线相连．

(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示．根据表中数据在图2中画出UH—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字).

(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图3所示的测量电路，S1，S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件________和________(填器件代号)之间．

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