题目内容

【题目】在一个很小的厚度为d的矩形半导体薄片上,制作四个电极 E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件,如图所示。在E、F间通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,则薄片中的载流子(形成电流的自由电荷)就在洛伦兹力的作用下,向着与电流和磁场都垂直的方向漂移,使M、N 间出现了电压,称为霍尔电压UH。可以证明UH=kIB/d,k为霍尔系数,它的大小与薄片的材料有关。下列说法正确的是

A. 若M的电势高于N的电势,则载流子带正电

B. 霍尔系数k较大的材料,其内部单位体积内的载流子数目较多

C. 借助霍尔元件能够把电压表改装成磁强计(测定磁感应强度)

D. 霍尔电压UH越大,载流子受到磁场的洛仑兹力越小

【答案】C

【解析】根据左手定则可知正流子向N偏转,即N带正电,N的电势高于M的电势,A错误;设上下两个表面相距为L,电子所受的电场力等于洛仑兹力,设材料单位体积内电子的个数为n,材料截面积为S,,,联立解得:,令,则,所以根据可知单位体积内的载流子数目,随着霍尔系数越大,而越小,B错误;根据可得,故借助霍尔元件能够把电压表改装成磁强计(测定磁感应强度),C正确;载流子受到的洛伦兹力,霍尔电压UH越大,载流子受到磁场的洛仑兹力越大,D错误.

练习册系列答案
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【题目】某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不用的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为11~13 V,内阻小于3 Ω,由于直流电压表量程只有3 V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15 V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:

(1)把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空:

第一步:按电路图连接实物

第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零

第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3 V

第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为________V

第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15 V的电压表。

(2)实验可供选择的器材有:

A.电压表(量程为3 V,内阻约2 kΩ)

B.电流表(量程为3 A,内阻约0.1 Ω)

C.电阻箱(阻值范围0~9 999 Ω)

D.电阻箱(阻值范围0~999 Ω)

E.滑动变阻器(阻值为0~20 Ω,额定电流2 A)

F.滑动变阻器(阻值为0~20 kΩ )

回答:电阻箱应选________,滑动变阻器应选________。

(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U-I图线如图丙所示,可知电池的电动势为________V,内阻为________Ω.

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