Question

【题目】我校物理兴趣小组在研究霍尔效应现象时，将金属板放在垂直于均匀磁场中，当电流通过金属板时，在金属板的上侧面和下侧面之间会产生电势差，称为霍尔电压。实验表明，当磁场不太强时，霍尔电压U、电流I和磁感应强度B的关系U＝K，式中的比例系数K称为霍尔系数。已知金属板电流是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，电量为e，金属板单位体积中电子的个数为n，磁感应强度B，金属板厚度为h，宽度为d。

请你实验小组的同学回答下列问题：

（1）达到稳定状态时，金属板上侧面的电势_____下侧面的电势（填“高于”、“低于”或“等于”）

（2）电子所受的洛仑兹力的大小为_____。

（3）金属板上下两面之间的电势差（霍尔电压）U的大小为_____。

（4）霍尔系数K＝_____。

Answer 1

【答案】低于 eBv hvB

【解析】

（1）[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）[2]．电子所受的洛伦兹力的大小为：

F洛=eBv。

（3）[3][4]．当电场力与洛伦兹力平衡时，则有：

得：

U=hvB

导体中通过的电流为：

I=nevdh

由 得：

联立得：

；