题目内容
【题目】如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板上侧面和下侧面之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应实验表明,当磁场不太强时,电势差、电流和的关系为,式中的比例系数称为霍尔系数.设电流是由电子的定向移动形成的,电子的平均定向移动速度为、电荷量为,回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面的电势________下侧面的电势(选填“高于”“低于”或“等于”).
(2)电子所受洛伦兹力的大小为________.
(3)当导体板上、下两侧面之间的电势差为时,电子所受静电力的大小为________.
(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数,其中代表导体单位体积中电子的个数_______.
【答案】低于 见解析所示
【解析】
(1)[1]电子向左移动,由左手定则知,电子受到的洛伦兹力向上,故上侧面聚集电子,下侧面聚集正电荷,故上侧面的电势低于下侧面。
(2)[2]洛伦兹力;
(3)[3]电子所受静电力
(4)[4]电子受静电力与洛伦兹力的作用,两力平衡,有
得
通过导体的电流,所以由有
得
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