Question

16．将一块长方体形状的半导体材料样品的表面垂直磁场方向置于磁场中，当此半导体材料中通有与磁场方向垂直的电流时，在半导体材料与电流和磁场方向垂直的两个侧面会出现一定的电压，这种现象称为霍尔效应，产生的电压称为霍尔电压，相应的将具有这样性质的半导体材料样品就称为霍尔元件．
如图所示，利用电磁铁产生磁场，毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压．已知图中的霍尔元件是N型半导体（它内部形成电流的“载流子”是电子）．图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端．当开关S₁、S₂闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是（　　）

• A． 电表B为毫安表，电表C为毫伏表
• B． 接线端2的电势高于接线端4的电势
• C． 若调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流都与原电流方向相反，则2、4两接线端的电势高低关系也将发生改变
• D． 若适当增大R₁、增大R₂，则毫伏表示数一定减小

Answer 1

分析 线圈产生匀强磁场，方向垂直霍尔元件的上下两个面，电源${E}_{2}^{\;}$提供通过霍尔元件的电流，带电粒子在磁场力作用下偏转，由左手定则可知偏方向，得出电势高低；由电源的正负极变化，导致电子运动方向也变化，由左手定则可知，电子的偏转方向；电压表C测量霍尔元件的电压，霍尔电压与磁感应强度和通过霍尔元件的电流有关．

解答 解：A、B表为测量通过霍尔元件的电流，C表测量霍尔电压，故电表B为毫安表，电表C为毫伏表，故A正确；
B、根据安培定则可知，磁场的方向向下，通过霍尔元件的电流由1流向接线端3，电子移动方向与电流的方向相反，由左手定则可知，电子偏向接线端2，所以接线端2的电势低于接线端4的电势，故B错误；
C、当调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流方向相反，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，即2/4两接线端的电势高低关系不发生改变，故C错误；
D、增大${R}_{1}^{\;}$，电磁铁中的电流减小，产生的磁感应强度减小，增大${R}_{2}^{\;}$，霍尔元件中的电流减小，所以霍尔电压减小，即毫伏表示数一定减小，故D正确；
故选：AD

点评 解决本题关键是理解左手定则与安培定则的应用，注意电子的移动方向与电流方向相反，简单了解霍尔元件的基本原理．