题目内容

13．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，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：UH=k$\frac{IHB}{d}$，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RL，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．IH与I成反比
D．电压表的示数与RL消耗的电功率成正比

分析 A、根据通电导线产生磁场，带电粒子在电场力作用下加速，而磁场力的作用下偏转，由左手定则可知，偏转方向，得出电势高低；
B、由电源的正负极变化，导致电子运动方向也变化，由左手定则可知，电子的偏转方向，从而即可求解；
C、根据并联电压相等，可知，电流与电阻成反比，即可求解；
D、根据IH与I的关系，结合U=k$\frac{{I}_{H}B}{d}$，及P=IU，即可求解．

解答 解：A、根据电流周围存在磁场，结合安培定则可知，磁场的方向，而电子移动方向与电流的方向相反，再由左手定则可得，电子偏向内侧，导致前表面的电势高于后表面，故A错误；
B、当电源正负对调后，磁场虽反向，而电子运动方向也反向，由左手定则可知，洛伦兹力的方向不变，则电压表将不会反偏，故B错误；
C、如图所示，R和霍尔元件串联再与RL并联，I是干路电流，IH是霍尔元件支路的电流，电压表测量的是UH而不是外电路（就是串联R再并联RL）中霍尔元件的电压，根据串并联特点，则有：IRL=IH（R+RL），即为I=$\frac{R+{R}_{L}}{{R}_{L}}$IH；因此IH与I成正比，故C错误；
D、根据RL消耗的电功率PL=（$\frac{R}{{R}_{L}}$IH）2RL=$\frac{{R}^{2}}{{R}_{L}}$${I}_{H}^{2}$，显然PL与${I}_{H}^{2}$ 成正比，又因为磁感应强度大小B与I成正比，即B与IH成正比，电压表的示数UH=k$\frac{{I}_{H}B}{d}$，则UH与${I}_{H}^{2}$  成正比，所以UH与RL消耗的电功率PL成正比，故D正确．
故选：D．

点评 考查电流形成的条件，理解左手定则与安培定则的应用，注意串并联电路的特点，掌握理论推理的方法：紧扣提供信息，结合已有的规律．

练习册系列答案
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4．如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆．一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，并滞留在木块中．若被击中的木块沿轨道恰好能滑到最高点C．求：
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8．下面是金星、地球、火星的有关情况比较：根据以上信息，关于地球及地球的两个邻居金星和火星（行星的运动可看成圆周运动），下列判断正确的是（　　）
星球金星地球火星
公转半径1.0×108km1.5×108km2.25×108km
公转周期225天365.26天687天
赤道半径6×103km6.4×103km3.2×103km
质量5×1024kg6×1024kg0.7×1024kg
A．金星运行的线速度最小，火星运行的线速度最大
B．金星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度
C．金星表面的第一宇宙速度最大，火星表面的第一宇宙速度最小
D．假设用同样大的速度分别在三个星球上竖直上抛同样的小球，则在火星上抛得最高．
18．物体做圆周运动时所需的向心力F需由物体运动情况决定，合力提供的向心力F供由物体受力情况决定．若某时刻F需=F供，则物体能做圆周运动；若F需＞F供，物体将做离心运动；若F需＜F供，物体将做近心运动．现有一根长L=1m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=0.5kg的小球（可视为质点），将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示．不计空气阻力，g取10m/s2，则：
（1）为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？
（2）在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？
（3）在小球以速度v2=2m/s水平抛出的瞬间，绳中若有张力，求其大小；若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间．
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2．随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的3倍，半径是地球半径的$\frac{1}{3}$．则下列判断正确的是（　　）
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D．绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同
3．将光电管接在如图所示的电路中，开关S闭合时有光电流产生，下列办法能使光电流变大的是（　　）
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