霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，人们利用霍尔效应制成测量磁场的...

霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，人们利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器。这类磁传感器测出的是磁感应强度沿轴线方向的分量。如图（1）所示，陈同学将磁传感器调零后探究条形磁铁附近的磁场，计算机显示磁感应强度为正，他接下来用探头同样的取向研究长直螺线管（电流方向如图（2）所示）轴向的磁场，以螺线管中心点为坐标原点，沿轴线向右为X轴正方向，建立坐标系。下列图像可能正确的是（　　 ）

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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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霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的，利用霍尔效应制成的霍尔位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿x轴方向均匀变化的磁场，磁感应强度大小B=B0+kx （B0、k均为常数,且k>0）。在传感器中通以如图所示的电流I，则当传感器沿x轴正方向运动时（　　 ）

A. 霍尔位移传感器的上、下两表面的电势差U越来越大

B. k越大，位移传感器的灵敏度越高

C. 若该霍尔位移传感器是利用电子导电，则其上表面电势高

D. 通过该传感器的电流越大，则其上、下两表面间的电势差U越小

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霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的，利用霍尔效应制成的霍尔位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿x轴方向均匀变化的磁场，磁感应强度大小B=B0+kx （B0、k均为常数,且k>0）。在传感器中通以如图所示的电流I，则当传感器沿x轴正方向运动时（　　 ）

A. 霍尔位移传感器的上、下两表面的电势差U越来越大

B. k越大，位移传感器的灵敏度越高

C. 若该霍尔位移传感器是利用电子导电，则其上表面电势高

D. 通过该传感器的电流越大，则其上、下两表面间的电势差U越小

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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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利用霍尔效应测量磁感应强度的原理如图所示，元件中通以正x方向的电流I，置于沿z轴方向的磁场中，其前、后表明垂直于z轴，在元件上、下表面之间产生电势差U．若磁感应强度B=B₀+kz（B₀、k均为常数），由于沿z轴方向位置不同，电势差U也不同，则（  ）

A．若该元件的载流子是电子，则下表面电势高

B．电势差U越大，该处磁感应强度B越大

C．在某一位置处，电流I越大，电势差U越大

D．k越大，在z轴上两不同位置上测得的电势差U的差值越大

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如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压满足：，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离，电阻R远大于，霍尔元件的电阻可以忽略，则

A.霍尔元件前表面的电势低于后表面，

B.若电源的正负极对调，电压表将反偏

C.与I成正比

D.电压表的示数与消耗的电功率成正比

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