题目内容
【题目】如图,为探讨霍尔效应,取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体,给金属导体加与侧面垂直的匀强磁场B,且通以图示方向的电流I时,用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为
已知自由电子的电荷量为e。下列说法中正确的是
![]()
A. M板比N板电势高
B. 霍尔元件是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器
C. 导体中自由电子定向移动的速度为![]()
D. 导体单位体积内的自由电子数![]()
【答案】BCD
【解析】
金属导体是自由电子导电,电流方向向右,则电子向左定向移动,在磁场中受到洛伦兹力发生偏转,根据左手定则判断电子所受的洛伦兹力方向,判断哪个板聚集电子,再确定M、N两板电势的高低;当电子不再发生偏转时,受力平衡,
,得出
;根据电流的微观表达式
,求解导体单位体积内的自由电子数n。
A.如题目图,电流方向向右,电子向左定向移动,根据左手定则判断可知,电子所受的洛伦兹力方向:向上,则M积累了电子,MN之间产生向上的电场,所以M板比N板电势低,故A错误;
B.霍尔元件是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器,故B正确;
C.由
,得自由电子定向移动的速度为
,故C正确;
D.电流的微观表达式是
,则导体单位体积内的自由电子数
,
,
,代入得
,故D正确;
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