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7.霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器,广泛应用于各领域,如在翻盖手机中,常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序,如图是一霍尔元件的示意图,通入沿x轴正向的电流I,沿y轴正向加恒定的匀强磁场B,图中a、b是垂直于z轴方向上元件的前后两侧面,霍尔元件宽为d(a、b间距离),ab间将出现电压Uab,则(  )
A.a、b间电压Uab仅与磁感应强度B有关
B.若霍尔元件的载流子是自由电子,则ab两端电压Uab<0
C.若霍尔元件的载流子是正电荷,则ab两端电压Uab<0
D.若仅仅增大霍尔元件的宽度d,ab间电压Uab不变

分析 在霍尔元件中,移动的是自由电子,根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力方向,从而知道两侧面所带电荷的电性,即可知道M、N两侧面会形成电势差UMN的正负.MN间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,根据平衡推导出电势差UMN与什么因素有关.

解答 解:A、霍尔元件宽为d,设电流横截面积为S,则有q$\frac{{U}_{ab}}{d}$=qvB,而I=nqvS,则Uab=$\frac{BdI}{nqS}$,故A错误;
B、若霍尔元件的载流子是自由电子,根据左手定则,电子向a侧面偏转,a表面带负电,b表面带正电,所以b表面的电势高,则Uab<0.故B正确;
C、若霍尔元件的载流子是正电荷,根据左手定则,正电荷向a侧面偏转,a表面带正电,b表面带负电,所以a表面的电势高,则Uab>0.故C错误;
D、由A选项分析,当增大霍尔元件宽度d,则ab间电压Uab一定增大,故D错误.
故选:B.

点评 解决本题的关键知道霍尔元件中移动的是自由电子,以及自由电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,注意负电荷的运动与电流方向相反,同时理解左手定则判定负电荷的洛伦兹力方向时,与正电荷方向相反.

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