精英家教網(wǎng)如圖將一金屬薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．且滿足Um=kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．回答下列問題
（1）關(guān)于c、f兩側(cè)面哪面的電勢(shì)較高？
 
（填c或f）
（2）其他條件不變，只增加磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，霍爾電壓Um會(huì)怎樣變化？
 
（填增大或減�。�
分析：根據(jù)左手定則判斷出電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定c、f兩側(cè)面的電勢(shì)高低；結(jié)合電子所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，得出霍爾電壓Um，從而判斷出其變化情況．
解答：解：（1）電流的方向向右，則電子定向移動(dòng)的方向水平向左，根據(jù)左手定則知，電子向f側(cè)面偏轉(zhuǎn)，f側(cè)面帶負(fù)電，c側(cè)面帶正電，所以c側(cè)面電勢(shì)高．
（2）根據(jù)evB=e
Um
a
，因?yàn)殡娏鱅=nevS=nevad
聯(lián)立兩式得，Um=
IB
ned
，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，則Um增大．
故答案為：（1）c，（2）增加．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，會(huì)根據(jù)共點(diǎn)力平衡，結(jié)合電流的微觀表達(dá)式得出霍爾電壓的表達(dá)式是解決本題的關(guān)鍵．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場(chǎng)EH，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差UH．當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，EH和UH達(dá)到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式UN=RH
IB
d
，其中比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)
（1）若半導(dǎo)體材料是自由電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖1中
C
C
端（填c或f）的電勢(shì)高；
（2）已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)RH的表達(dá)式
1
ne
1
ne
．（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．
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如圖1，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場(chǎng)EH，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差UH．當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，EH和UH達(dá)到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關(guān)系式UH=RH
IBd
，其中比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)．
（1）設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（c、f間距）為l，請(qǐng)寫出UH和EH的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖1中c、f哪端的電勢(shì)高；
（2）已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)RH的表達(dá)式．（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率）；
（3）圖2是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測(cè)圓盤的邊緣附近．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖象如圖3所示．
a．若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請(qǐng)導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式．
b．利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車行駛的里程．除此之外，請(qǐng)你展開“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，圖（1）將一金屬薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．且滿足UM=kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．
某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定該金屬的霍爾系數(shù)．已知該薄片的厚度d=0.40mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測(cè)量相應(yīng)的UM，記錄數(shù)據(jù)如下表所示．
I（?10-1A） 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
UM（?10-1V） 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
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（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)系中畫出圖線；
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（2）利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)k=
 
×10-3V?m?A-1?T-1（保留2位有效數(shù)字）；
（3）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．圖（2）是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測(cè)圓盤的邊緣附近．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖象如圖（3）所示．若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式：
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（1），將一金屬薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。且滿足UM＝kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)。

某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定該金屬的霍爾系數(shù)。已知該薄片的厚度d＝0.40mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.10T不變，改變電流I的大小，測(cè)量相應(yīng)的UM，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。

I（´10－1A）

3.0

6.0

9.0

12.0

15.0

18.0

UM（´10－1V）

1.1

1.9

3.4

4.5

6.2

6.8

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)系中畫出圖線；

（2）利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)k=________´10－3V·m·A－1·T－1（保留2位有效數(shù)字）；

（3）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。圖（2）是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反�；魻栐糜诒粶y(cè)圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖像如圖（3）所示。若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式：_____________________。

 


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