题目列表(包括答案和解析)
当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应,这个电势差也被叫做霍尔电压。科学技术中常常利用霍尔效应测定磁场的磁感应强度。如图11所示为一金属导体,规格已在图中标出,若已知通过导体的电流为I,电压表示数为U,电子的电荷量为e,则被测匀强磁场(磁场方向垂直于前后表面)的磁感应强度大小为(已知电流的微观表达式为I=nsvq,其中n为导单位体积内的自由电荷数,s为导体的截面积,v为电荷定向移动的速率,q为电荷的带电量)( )
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A.
B.
C.
D.
根据经典理论,金属导体中电流的微观表达式为I=nvSe,其中n为金属导体中每单位体积内的自由电子数,v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率,S为导体的横截面积,e为自由电子的电荷量.如图11所示,两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc,圆横截面的半径之比为rab∶rbc=1∶4,串联后加上电压U,则 ( )
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A.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc=1∶4
B.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc=4∶1
C.两导线的电功率之比为Pab∶Pbc=4∶1
D.两导线的电功率之比为Pab∶Pbc=16∶1
一块N型半导体薄片(称霍尔元件),其横载面为矩形,体积为b×c×d,如图所示.已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e.将此元件放在匀强磁场中,磁场方向沿Z轴方向,并通有沿x轴方向的电流I,则在此元件的CC/两个侧面就会出现电压,这种现象叫霍尔效应.
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(1)此元件的CC/两个侧面中,哪个面电势高?
(2)试证明在磁感应强度一定时,此元件的CC/两个侧面的电压与其中的电流成正比.(提示:先求出电流的微观表达式)
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器.其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中,用毫安表测量通以电流I,用毫伏表测量C、C/间的电压U,就可测得B.若已知其霍尔系数k=
=10 mV/mA·T.并测得U=0.6 mV,I=3 mA.试求该元件所在处的磁感应强度B的大小.
当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应,这个电势差也被叫做霍尔电压。科学技术中常常利用霍尔效应测定磁场的磁感应强度。如图11所示为一金属导体,规格已在图中标出,若已知通过导体的电流为I,电压表示数为U,电子的电荷量为e,则被测匀强磁场(磁场方向垂直于前后表面)的磁感应强度大小为(已知电流的微观表达式为I=nsvq,其中n为导体单位体积内的自由电荷数,s为导体的截面积,v为电荷定向移动的速率,q为电荷的带电量)( )
A.
B.
C.
D.![]()
根据经典理论,金属导体中电流的微观表达式为I=nvSe,其中n为金属导体中每单位体积内的自由电子数,v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率,S为导体的横截面积,e为自由电子的电荷量.如图11所示,两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc,圆横截面的半径之比为rab∶rbc=1∶4,串联后加上电压U,则 ( )![]()
| A.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc=1∶4 |
| B.两导线内的自由电子定向移动的速率之比为vab∶vbc=4∶1 |
| C.两导线的电功率之比为Pab∶Pbc=4∶1 |
| D.两导线的电功率之比为Pab∶Pbc=16∶1 |
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