题目内容

12．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．若增大霍尔元件宽度d，则ab间电压Uab一定增大

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U=$\frac{BdI}{nqS}$，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正确．
故选：BD．

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．

练习册系列答案
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