题目内容
17.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. | 若霍尔元件的载流子是自由电子,则侧面D带负电 | |
B. | 电势差UCD仅与材料有关 | |
C. | 仅增大C、D间的宽度时,电势差UCD变小 | |
D. | 在测定地球两极上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平 |
分析 在霍尔元件中,移动的是自由电子,根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力方向,从而知道两侧面所带电荷的电性,即可知道C、D两侧面会形成电势差UCD的正负.CD间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,根据平衡推导出电势差UCD与什么因素有关.
解答 解:A、根据左手定则,电子向C侧面偏转,C表面带负电,D表面带正电,所以D表面的电势高,故A错误.
BC、根据CD间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,
设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c,有q$\frac{U}{b}$=qvB,I=nqvS=nqvbc,则UCD=$\frac{BI}{nqc}$,n由材料决定,故UCD与材料有关;UCD还与厚度c成反比,与宽b无关,同时还与磁场B与电流I有关.故BC错误,
D、在测定地球两极上方地磁场强弱时,应将元件的工作面保持水平,让磁场垂直通过.故D正确.
故选:D.
点评 解决本题的关键知道霍尔元件中移动的是自由电子,以及自由电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡.
练习册系列答案
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A. | 上表面电势高,下表面电势低 | |
B. | 上表面电势低,下表面电势高 | |
C. | 上、下两表面电势一样高 | |
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A. | 2500Ω~2000Ω | B. | 400Ω~500Ω | C. | 250Ω~400Ω | D. | 500Ω~2000Ω |
6.由电阻定律知R=$\frac{ρL}{S}$,两个电阻R1、R2串联,总电阻R=R1+R2,R1和R2并联,总电阻$\frac{1}{R}$=$\frac{1}{{R}_{1}}$+$\frac{1}{{R}_{2}}$.而平行板电容器电容C=$\frac{εS}{4kπd}$,则可推出两电容器C1和C2并联,总电容应满足( )
A. | $\frac{1}{C}$=$\frac{1}{{C}_{1}}$+$\frac{1}{{C}_{2}}$ | B. | C=C1+C2 | C. | C=C1•C2 | D. | C=$\frac{{C}_{1}}{{C}_{2}}$ |