Question

1．某同学在一次探究性活动中设计了如图所示装置-用金属制成的“线性”霍尔元件来测量图中的电流I，下列中说法正确的是（　　）

• A． 实验前开关S应接到位置b端
• B． 实验时，开关S接在b端，电表指针偏转仍然很小，则应将开关S改接到a位置
• C． 电表的正接线柱应于f端相连
• D． ef之间应接入电压表，且将其刻度值转化为电流值，才可直接读出待测电流的数值

Answer 1

分析 为保护电路，要让测量电路中的电流值适当小一些；关键安培定则判断出线圈中的磁场的方向，然后结合霍尔效应判断出霍尔电压的正负极；结合电流表与电压表的原理即可解答．

解答 解：A、实验前由于不知道霍尔电压是否会超出电压表的量程，所以为保护电路，要让测量电路中的电流值适当小一些，开关S应接到位置b端．故A正确；
B、实验时，开关S接在b端，电表指针偏转仍然很小，说明加在霍尔元件上的磁场比较小，所以应将开关S改接到a位置，增大加在霍尔元件上的磁场．故B正确；
C、由题图可知，通上如图的电流时，线圈产生的磁场的方向向下，所以加在霍尔元件上的磁场的方向向上，电流的方向向里，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力的方向向右，所以右端的电势低，电表的正接线柱应于e端相连．故C错误；
D、运动电荷最终电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、d，则有：$\frac{eU}{b}=evB$，
电流的微观表达式为：I=nevS=nevbd，
所以有：U=$\frac{BI}{nqd}$．
可知电表上测量的霍尔电压与磁场B成正比，B越大，左、右表面的电势差U越大．而磁场是由流过线圈中的电流产生的，磁场与流过线圈的电流成正比，所以可知霍尔电压与流过线圈的电流成正比．所以ef之间应接入电压表，且将其刻度值转化为电流值，就可直接读出待测电流的数值．故D正确．
故选：ABD

点评 本题考查霍尔效应的原理，要求能够理解电子受到电场力和洛伦兹力平衡，并能够应用．另外，该题中的霍尔元件是金属制成，所以在霍尔元件中的载流子是带负电的电子，这是容易出错的地方．