利用霍爾效應(yīng)測量磁感應(yīng)強度的原理如圖所示，元件中通以正x方向的電流I，置于沿z軸方向的磁場中，其前、后表明垂直于z軸，在元件上、下表面之間產(chǎn)生電勢差U．若磁感應(yīng)強度B=B0+kz（B0、k均為常數(shù)），由于沿z軸方向位置不同，電勢差U也不同，則（  ）

A．若該元件的載流子是電子，則下表面電勢高

B．電勢差U越大，該處磁感應(yīng)強度B越大

C．在某一位置處，電流I越大，電勢差U越大

D．k越大，在z軸上兩不同位置上測得的電勢差U的差值越大

 

【答案】

BCD

【解析】

試題分析：若該元件的載流子是電子，由電流的方向規(guī)律可知電子定向移動的方向向左，電子所受洛倫茲力方向向下，電子向下偏轉(zhuǎn)，下極板帶負(fù)電，A錯；由洛倫茲力與電場力平衡可知，由于洛倫茲力與電場力不做功，因此v不變，由此可知U越大，說明此處磁感強度越大，B對；由電流I的微觀表達(dá)，電流I越大說明此處電子的速度越大，電勢差越大，C對；由B=B0+kz可知，k越大，在z軸上兩不同位置上測得的磁感強度變化率越大，U的差值越大，D對；故選BCD

考點：考查霍爾效應(yīng)

點評：本題難度較小，注意電子定向移動方向與電流方向相反，利用左手定則判斷安培力方向時，四指指向的是正電荷定向移動方向

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

1879年美國物理學(xué)家霍爾在研究載流導(dǎo)體在磁場中受力情況時，發(fā)現(xiàn)了一種新的電磁效應(yīng)：將導(dǎo)體置于磁場中，并沿垂直磁場方向通入電流，則在導(dǎo)體中垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一個橫向電勢差，這種現(xiàn)象后來被稱為霍爾效應(yīng)，這個橫向的電勢差稱為霍爾電勢差．
（1）如圖甲所示，某長方體導(dǎo)體abcda′b′c′d′的高度為h、寬度為l，其中的載流子為自由電子，其電荷量為e，處在與ab b′a′面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B0．在導(dǎo)體中通有垂直于bcc′b′面的電流，若測得通過導(dǎo)體的恒定電流為I，橫向霍爾電勢差為UH，求此導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電子的個數(shù)．
（2）對于某種確定的導(dǎo)體材料，其單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目n和載流子所帶電荷量q均為定值，人們將H=
1nq
定義為該導(dǎo)體材料的霍爾系數(shù)．利用霍爾系數(shù)H已知的材料可以制成測量磁感應(yīng)強度的探頭，有些探頭的體積很小，其正對橫截面（相當(dāng)于圖14甲中的ab b′a′面）的面積可以在0.1cm2以下，因此可以用來較精確的測量空間某一位置的磁感應(yīng)強度．如圖乙所示為一種利用霍爾效應(yīng)測磁感應(yīng)強度的儀器，其中的探頭裝在探桿的前端，且使探頭的正對橫截面與探桿垂直．這種儀器既可以控制通過探頭的恒定電流的大小I，又可以監(jiān)測出探頭所產(chǎn)生的霍爾電勢差UH，并自動計算出探頭所測位置磁場的磁感應(yīng)強度的大小，且顯示在儀器的顯示窗內(nèi)．
①在利用上述儀器測量磁感應(yīng)強度的過程中，對探桿的放置方位有何要求；
②要計算出所測位置磁場的磁感應(yīng)強度，除了要知道H、I、UH外，還需要知道哪個物理量，并用字母表示．推導(dǎo)出用上述這些物理量表示所測位置磁感應(yīng)強度大小的表達(dá)式．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

1879年美國物理學(xué)家霍爾在研究載流導(dǎo)體在磁場中受力情況時，發(fā)現(xiàn)了一種新的電磁效應(yīng)：將導(dǎo)體置于磁場中，并沿垂直磁場方向通入電流，則在導(dǎo)體中垂直于電流和磁場的方向會產(chǎn)生一個橫向電勢差，這種現(xiàn)象后來被稱為霍爾效應(yīng)，這個橫向的電勢差稱為霍爾電勢差。

1.如圖甲所示，某長方體導(dǎo)體abcda′b′c′d′的高度為h、寬度為l，其中的載流子為自由電子，其電荷量為e，處在與ab b′a′面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B0。在導(dǎo)體中通有垂直于bcc′b′面的電流，若測得通過導(dǎo)體的恒定電流為I，橫向霍爾電勢差為UH，求此導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電子的個數(shù)。

2.對于某種確定的導(dǎo)體材料，其單位體積內(nèi)的載流子數(shù)目n和載流子所帶電荷量q均為定值，人們將H=定義為該導(dǎo)體材料的霍爾系數(shù)。利用霍爾系數(shù)H已知的材料可以制成測量磁感應(yīng)強度的探頭，有些探頭的體積很小，其正對橫截面（相當(dāng)于圖14甲中的ab b′a′面）的面積可以在0.1cm2以下，因此可以用來較精確的測量空間某一位置的磁感應(yīng)強度。如圖14乙所示為一種利用霍爾效應(yīng)測磁感應(yīng)強度的儀器，其中的探頭裝在探桿的前端，且使探頭的正對橫截面與探桿垂直。這種儀器既可以控制通過探頭的恒定電流的大小I，又可以監(jiān)測出探頭所產(chǎn)生的霍爾電勢差UH，并自動計算出探頭所測位置磁場的磁感應(yīng)強度的大小，且顯示在儀器的顯示窗內(nèi)。

①在利用上述儀器測量磁感應(yīng)強度的過程中，對探桿的放置方位有何要求；

②要計算出所測位置磁場的磁感應(yīng)強度，除了要知道H、I、UH外，還需要知道哪個物理量，并用字母表示。推導(dǎo)出用上述這些物理量表示所測位置磁感應(yīng)強度大小的表達(dá)式。

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年江蘇省南通市海安縣高二上學(xué)期期末考試物理試卷（帶解析） 題型：單選題

利用霍爾效應(yīng)測量磁感應(yīng)強度的原理如圖所示，元件中通以正x方向的電流I，置于沿z軸方向的磁場中，其前、后表明垂直于z軸，在元件上、下表面之間產(chǎn)生電勢差U．若磁感應(yīng)強度B=B0+kz（B0、k均為常數(shù)），由于沿z軸方向位置不同，電勢差U也不同，則（  ）

A．若該元件的載流子是電子，則下表面電勢高
B．電勢差U越大，該處磁感應(yīng)強度B越大
C．在某一位置處，電流I越大，電勢差U越大
D．k越大，在z軸上兩不同位置上測得的電勢差U的差值越大

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

利用霍爾效應(yīng)測量磁感應(yīng)強度的原理如圖所示，元件中通以正x方向的電流I，置于沿z軸方向的磁場中，其前、后表明垂直于z軸，在元件上、下表面之間產(chǎn)生電勢差U．若磁感應(yīng)強度B=B0+kz（B0、k均為常數(shù)），由于沿z軸方向位置不同，電勢差U也不同，則（  ）


  1. A.
    若該元件的載流子是電子，則下表面電勢高
  2. B.
    電勢差U越大，該處磁感應(yīng)強度B越大
  3. C.
    在某一位置處，電流I越大，電勢差U越大
  4. D.
    k越大，在z軸上兩不同位置上測得的電勢差U的差值越大

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