题目内容

3.如图所示,导电物质为电子的霍尔元件水平放置,前后侧面E、F间通入大小为I的电流,处于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,左右侧面M、N间出现的电压,称为霍尔电压UH.若M、N之间距离为L,下列说法正确的是(  )
A.N点的电势高于M点的电势
B.I越大,霍尔电压越小
C.保持I恒定,磁感应强度越大,霍尔电压越大
D.元件中自由电子定向移动的速率v=$\frac{U_H}{BL}$

分析 电流的方向与电子定向移动的方向相反,根据左手定则判断出洛伦兹力的方向,从而得出电子的偏转方向,导致M、N两个侧面间形成电势差,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡.

解答 解:A、电流的方向由E到F,则电子定向移动的方向由F到E,根据左手定则,电子向M侧面偏转,则M侧面带负电,N侧面失去电子带正电,所以N侧面的电势高于M侧面,故A正确;
BC、最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,有:e$\frac{{U}_{MN}}{L}$=evB,则UH=UMN=BLv,而由电流微观表达式I=nsev,则有:UMN=BLv=$\frac{BLI}{nse}$,因此当霍尔电压UH与电流I,及磁感应强度B成正比,故B错误,C正确,
D、UH=UMN=BLv,则有:自由电子定向移动的速率v=$\frac{U_H}{BL}$,故D正确.
故选:ACD.

点评 解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向,以及知道稳定时电子所受的洛伦兹力和电场力平衡.

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