霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域,霍尔元件一般用半导体材料做成,有的半导体中的载流子...

霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域,霍尔元件一般用半导体材料做成,有的半导体中的载流子(自由电荷)是自由电子,有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)。如图所示为用半导体材料做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,通入电流I的方向如图所示,C、D两侧面会形成电势差。则下列说法中正确的是 (　　 )

A. 若元件的载流子是自由电子,则D侧面的电势高于C侧面的电势

B. 若元件的载流子是空穴,则D侧面的电势高于C侧面的电势

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

高三物理不定项选择题中等难度题查看答案及解析

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制成，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)。如图所示，将扁平长方体形状的霍尔元件水平放置接入电路，匀强磁场垂直于霍尔元件的水平面竖直向下，闭合开关，让电流从霍尔元件的左侧流入右侧，则其前后两表面会形成电势差。现有载流子是电子的霍尔元件1和载流子是空穴的霍尔元件2，两元件均按图示方式接入电路(闭合开关)，则关于前后两表面电势高低的判断，下列说法中正确的是(　　)

A.若接入元件1时，前表面电势高；若接入元件2时，前表面电势低

B.若接入元件1时，前表面电势低；若接入元件2时，前表面电势高

C.不论接入哪个元件，都是前表面电势高

D.不论接入哪个元件，都是前表面电势低

高三物理单选题简单题查看答案及解析

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。如图甲所示是霍尔元件的工作原理示意图，实验表明，铜以及大多数金属的载流子是带负电荷的电子，但锌中的载流子带的却是正电。自行车的速度计的工作原理主要依靠的就是安装在自行车前轮上的一块磁铁，轮子每转一周，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，这样便可测出某段时间内的脉冲数。若自行车前轮的半径为R、磁铁到轴的距离为r，下列说法正确的是

A. 若霍尔元件材料使用的是锌，通入如图甲所示的电流后，C端电势高于D端电势

B. 当磁铁从如图乙所示的位置逐渐靠近霍尔传感器的过程中，C. D间的电势差越来越大

C. 若自行车骑行过程中单位时间测得的脉冲数为N，此时的骑行速度为

D. 由于前轮漏气，导致前轮半径比录入到速度计中的参数偏小，则速度计测得的骑行速度偏大

高三物理不定项选择题中等难度题查看答案及解析

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.仅增大磁感应强度时，电势差UCD可能不变

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

高三物理单选题简单题查看答案及解析

一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”.这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1元电荷，即q＝1.6×10-19 C.霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等.在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab＝1.0×10-2 m、长bc=L=4.0×10-2 m、厚h＝1×10-3 m，水平放置在竖直向上的磁感应强度B＝1.5 T的匀强磁场中，bc方向通有I＝3.0 A的电流，如图所示，沿宽度产生1.0×10-5 V的横电压.

(1)假定载流子是电子，a、b两端中电势较高的哪端是______。

(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率是______。

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

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至于磁场B中，在薄片的两个侧面、间通以电流时，另外两侧、间产生电势差，这一现象称霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用相一侧偏转和积累，于是、间建立起电场ＥＨ，同时产生霍尔电势差ＵＨ。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，ＥＨ和ＵＨ达到稳定值，ＵＨ的大小与和以及霍尔元件厚度之间满足关系式，其中比例系数ＲＨ称为霍尔系数，仅与材料性质有关。

（1）设半导体薄片的宽度（、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、哪端的电势高；

（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为ｎ，电子的电荷量为ｅ，请导出霍尔系数ＲＨ的表达式。（通过横截面积Ｓ的电流，其中是导电电子定向移动的平均速率）；

（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冲信号图像如图３所示。若在时间ｔ内，霍尔元件输出的脉冲数目为，请导出圆盘转速的表达式。

高三物理计算题中等难度题查看答案及解析

高三物理解答题中等难度题查看答案及解析

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，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E_H，同时产生霍尔电势差U_H。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E_H和U_H达到稳定值，U_H的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式U_H＝R_H，其中比例系数R_H称为霍尔系数，仅与材料性质有关。

（1）设半导体薄片的宽度（c、f间距）为l，请写出U_H和E_H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电子数为n，电子的电荷量为e，请导出霍尔系数R_H的表达式。（通过横截面积S的电流I＝nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率）;

（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冲信号图像如图3所示。

a.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。

b.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。

高三物理计算题困难题查看答案及解析