当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应,这个电势差也被叫做霍尔电压。科学技术中常常利用霍尔效应测定磁场的磁感应强度。如图11所示为一金属导体,规格已在图中标出,若已知通过导体的电流为I,电压表示数为U,电子的电荷量为e,则被测匀强磁场(磁场方向垂直于前后表面)的磁感应强度大小为(已知电流的微观表达式为I=nsvq,其中n为导单位体积内的自由电荷数,s为导体的截面积,v为电荷定向移动的速率,q为电荷的带电量)( )
A. B. C. D.
高二物理选择题简单题
当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应,这个电势差也被叫做霍尔电压。科学技术中常常利用霍尔效应测定磁场的磁感应强度。如图11所示为一金属导体,规格已在图中标出,若已知通过导体的电流为I,电压表示数为U,电子的电荷量为e,则被测匀强磁场(磁场方向垂直于前后表面)的磁感应强度大小为(已知电流的微观表达式为I=nsvq,其中n为导单位体积内的自由电荷数,s为导体的截面积,v为电荷定向移动的速率,q为电荷的带电量)( )
A. B. C. D.
高二物理选择题简单题查看答案及解析
如图1所示,厚度为h,宽度为d的导体板放在匀强磁场中,磁场方向垂直于板的两个侧面向里,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.霍尔效应可解释如下: 外部磁场的洛仑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仑兹力方向相反的电场力,当电场力与洛仑兹力达到平衡时,导体板上下两 侧之间就会形成稳定的电势差.
(1)达到稳定时,导体板上下侧面的电势哪个高?
(2)若测得上侧面A和下侧面A′之间的电压为U1,磁感应强度为B1,求此时电子做匀速直线运动的速度为多少?
(3)由于电流和电压很容易测量,因此霍尔效应经常被用于检测磁感应强度的大小.若已知该导体内部单位体积内自由电子数为,电子电量为e,测得通过电流为I时,导体板上下侧面的电压为U ,求此时磁感应强度B的大小.
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
1879年美国物理学家E.H.霍尔观察到,在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差,把这个现象称为霍尔效应,所产生的电势差称为霍尔电压.如图为一金属导体板,宽度为d,该导体板单位体积的自由电子数为n,所加匀强磁场的磁感应强度为B,方向沿y轴正向.当导体板中通以电流强度为I的x轴正向电流,上下两端的电势差稳定时,下列说法正确的是( )
A.电子所受电场力的方向向上
B.金属板上端电势高
C.金属板下端电势高
D.霍尔电压大小为
高二物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,一块矩形截面金属导体abcd和电源连接,处于垂直于金属平面的匀强磁场中,当接通电源、有电流流过金属导体时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差,这种现象被称为霍尔效应。关于这一物理现象下列说法中正确的是
A.导体受向左的安培力作用
B.导体内部定向移动的自由电子受向右的洛仑兹力作用
C.在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势低于cd电势
D.在导体的ab、cd两侧存在电势差,且ab电势高于cd电势
高二物理选择题困难题查看答案及解析
如图所示,宽度为d、厚度为h的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.设载流子的电量为q,下列说法正确的是( )
A. 载流子所受静电力的大小
B. 导体上表面的电势一定大于下表面的电势
C. 霍尔系数为,其中n为导体单位长度上的电荷数
D. 载流子所受洛伦兹力的大小,其中n为导体单位体积内的电荷数
高二物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,宽度为d、厚度为h的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.设载流子的电量为q,下列说法正确的是( )
A. 载流子所受静电力的大小
B. 导体上表面的电势一定大于下表面的电势
C. 霍尔系数为,其中n为导体单位长度上的电荷数
D. 载流子所受洛伦兹力的大小,其中n为导体单位体积内的电荷数
高二物理单选题中等难度题查看答案及解析
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的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上、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B的关系为,式中的比例系数K称为霍尔系数。设电流I(方向如图)是由电子的定向流动形成的,导体单位体积中电子的个数为n,电子定向移动的速率为v,电量为e。下列说法正确的是
A. 上表面的电势比下表面低
B. 洛伦兹力对电子做正功
C. 霍尔系数K的大小与n、e有关
D. 霍尔系数K的大小与d、h有关
高二物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,厚度为h、宽为d的导体板放在垂直于它的前后侧面磁感应强度为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(方向如图)和B关系为,式中的比例系数k称为霍尔系数。霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛仑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仑兹力方向相反的静电力,当静电力与洛仑兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是由电子定向流动形成的,电子的平均定向速度为υ,电荷量为e,导体板单位体积中电子的个数为n。回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势 填“高于”、“低于”或“等于”)下侧面的电势。
(2)求霍尔系数k的表达式,写出必要的推导过程。
高二物理解答题中等难度题查看答案及解析
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的匀强磁场中,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B的关系为U=k.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伦兹力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧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,电荷量为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)n代表导体板单位体积中电子的个数.由静电力和洛伦兹力平衡的条件,求证霍尔系数为k=_____.
高二物理填空题中等难度题查看答案及解析
将一块长方体形状的半导体材料样品的表面垂直磁场方向置于磁场中,当此半导体材料中通有与磁场方向垂直的电流时,在半导体材料与电流和磁场方向垂直的两个侧面会出现一定的电压,这种现象称为霍尔效应,产生的电压称为霍尔电压,相应的将具有这样性质的半导体材料样品就称为霍尔元件.如图所示,利用电磁铁产生磁场,毫安表检测输入霍尔元件的电流,毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压.已知图中的霍尔元件是型半导体,与金属导体不同,它内部形成电流的“载流子”是空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子).图中的、、、是霍尔元件上的四个接线端.当开关、闭合后,电流表和电表、都有明显示数,下列说法中正确的是( )
A. 电表为毫伏表,电表为毫安表
B. 接线端的电势高于接线端的电势
C. 若调整电路,使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反,但大小不变,则毫伏表的示数将保持不变
D. 若适当减小、增大,则毫伏表示数一定增大
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