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霍尔元件的工作原理示意图如下图所示,如果用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,若某霍尔元件d、k为定值,保持电流I恒定,则可验证霍尔电压UH随B的变化情况.以下说法中正确的是(  )
分析:若半导体材料是电子导电,根据左手定则四指指向的是电流方向,判断电子所受的洛伦兹力方向指向N板,所以电子落向N板,N板电势低于M板;当电子受到的洛伦兹力与MN两极板产生的电场力平衡时,电子不在落到N板上,产生NM间的电势达到最大值.
解答:解:在AB中、若半导体材料是电子导电,根据左手定则四指指向的是电流方向,判断电子所受的洛伦兹力方向指向N板,所以电子落向N板,N板电势低于M板,所以M端电势高,故A正确,B错误.
当电子受到的洛伦兹力与MN两极板产生的电场力平衡时,电子不在落到N板上,产生NM间的电势达到最大值.
即:qvB=qE=q
UH
d

解得:UH=
vB
d
  ①
由电流的微观定义式:I=nesv,n是单位体积内的电子数,e是单个导电粒子所带的电量,s是导体的横截面积,v是导电粒子运动的速度.
整理得:v=
I
nes
  ②
由①②得:UH=
IB
nesd
,所以霍尔电压与B成正比,故C正确,D错误.
故选AC
点评:当洛伦兹力大于电场力时,电子落向N板,导致MN两板间的电场增强,电场力变大,当洛伦兹力与电场力平衡时,带电粒子受力平衡,做匀速直线运动,
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