摘要:电磁感应现象中通过导体的电量:十二. 交变电流
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将导体放在沿x方向的匀强磁场中,并通有沿y方向的电流时,在导体的上下两侧面间会出现电势差,这个现象称为霍尔效应。利用霍尔效应的原理可以制造磁强计,测量磁场的磁感应强度。
磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面为边长等于a的正方形,放在沿x正方向的匀强磁场中,导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流,已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e,金属导体导电过程中,自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动,测出导体上下两侧面间的电势差为U。求:
(1)导体上、下侧面那个电势较高?
(2)磁场的磁感应强度是多少?

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磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面为边长等于a的正方形,放在沿x正方向的匀强磁场中,导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流,已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e,金属导体导电过程中,自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动,测出导体上下两侧面间的电势差为U。求:
(1)导体上、下侧面那个电势较高?
(2)磁场的磁感应强度是多少?
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将导体放在沿x方向的匀强磁场中,并通有沿y方向的电流时,在导体的上下两侧面间会出现电势差,这个现象称为霍尔效应.利用霍尔效应的原理可以制造磁强计,测量磁场的磁感应强度.
磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面为边长等于a的正方形,放在沿x正方向的匀强磁场中,导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流,已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e,金属导体导电过程中,自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动,测出导体上下两侧面间的电势差为U.求:
(1)导体上、下侧面哪个电势较高?
(2)磁场的磁感应强度是多少?
如图所示,厚度为h、宽为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时电势差U,电流I和B的关系为U=k
,式中的比例系数k称为霍尔系数.
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霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.
设电流I是由电子定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电量为e,回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势__________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”).
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为__________.
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受的静电力的大小为__________.
(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数k=
,其中n代表导体板单位体积中电子的个数.