题目内容
（2000?安徽）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的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′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U、电流I和B的关系为U=k| IB |
| d |
设电流I是由自由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，电荷量为e，回答下列问题：
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势
低于
低于
下侧面A′的电势（填“高于”“低于”或“等于”）；（2）电子所受的洛伦兹力的大小为
eBv
eBv
；（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为
| eU |
| h |
| eU |
| h |
（4）证明霍尔系数为k=
| 1 |
| ne |
分析：（1）导体中电子受到磁场的洛伦兹力而发生偏转，A或A′聚焦了电子，产生电场，两侧面间就有电势差．由左手定则可判断出电子的偏转方向，从而判断A和A′两侧的电荷聚集情况，聚集正电荷的一侧电势高．
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为F=eBv．
（3）电子所受静电力的大小为F=eE，E由E=
求出．
（4）根据题中所给的霍尔电势差和霍尔系数的关系，结合电场力与洛伦兹力的平衡，可求出霍尔系数的表达式．
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为F=eBv．
（3）电子所受静电力的大小为F=eE，E由E=
| U |
| h |
（4）根据题中所给的霍尔电势差和霍尔系数的关系，结合电场力与洛伦兹力的平衡，可求出霍尔系数的表达式．
解答：角：（1）导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动．由左手定则判断，电子会偏向A端面，A′板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以侧面A的电势低于下侧面A′的电势．
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为F洛=eBv．
（3）电子所受静电力的大小为F静=eE=e
（4）当电场力与洛伦兹力平衡时，则有 e
=evB
得 U=hvB
导体中通过的电流为 I=nev?d?h
由U=k
得，hvB=k
=k
联立得 k=
故答案为：
（1）低于；
（2）eBv；
（3）e
；
（4）证明略．
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为F洛=eBv．
（3）电子所受静电力的大小为F静=eE=e
| U |
| h |
（4）当电场力与洛伦兹力平衡时，则有 e
| U |
| h |
得 U=hvB
导体中通过的电流为 I=nev?d?h
由U=k
| IB |
| d |
| IB |
| d |
| nevdhB |
| d |
联立得 k=
| 1 |
| ne |
故答案为：
（1）低于；
（2）eBv；
（3）e
| U |
| h |
（4）证明略．
点评：所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象．霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题所需的知识都是考生应该掌握的．对于开放性物理试题，要有较强的阅读能力和获取信息能力
练习册系列答案
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