Question

7．霍爾元件是一種應(yīng)用霍爾效應(yīng)的磁傳感器，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，如在翻蓋手機(jī)中，常用霍爾元件來控制翻蓋時(shí)開啟或關(guān)閉運(yùn)行程序，如圖是一霍爾元件的示意圖，通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，圖中a、b是垂直于z軸方向上元件的前后兩側(cè)面，霍爾元件寬為d（a、b間距離），ab間將出現(xiàn)電壓U_ab，則（　�。�

• A． a、b間電壓U_ab僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān)
• B． 若霍爾元件的載流子是自由電子，則ab兩端電壓U_ab＜0
• C． 若霍爾元件的載流子是正電荷，則ab兩端電壓U_ab＜0
• D． 若僅僅增大霍爾元件的寬度d，ab間電壓U_ab不變

Answer 1

分析 在霍爾元件中，移動(dòng)的是自由電子，根據(jù)左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向，從而知道兩側(cè)面所帶電荷的電性，即可知道M、N兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差U_MN的正負(fù)．MN間存在電勢(shì)差，之間就存在電場(chǎng)，電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡推導(dǎo)出電勢(shì)差U_MN與什么因素有關(guān)．

解答 解：A、霍爾元件寬為d，設(shè)電流橫截面積為S，則有q$\frac{{U}_{ab}}xnbd5z9$=qvB，而I=nqvS，則U_ab=$\frac{BdI}{nqS}$，故A錯(cuò)誤；
B、若霍爾元件的載流子是自由電子，根據(jù)左手定則，電子向a側(cè)面偏轉(zhuǎn)，a表面帶負(fù)電，b表面帶正電，所以b表面的電勢(shì)高，則U_ab＜0．故B正確；
C、若霍爾元件的載流子是正電荷，根據(jù)左手定則，正電荷向a側(cè)面偏轉(zhuǎn)，a表面帶正電，b表面帶負(fù)電，所以a表面的電勢(shì)高，則U_ab＞0．故C錯(cuò)誤；
D、由A選項(xiàng)分析，當(dāng)增大霍爾元件寬度d，則ab間電壓U_ab一定增大，故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子，以及自由電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下處于平衡，注意負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)與電流方向相反，同時(shí)理解左手定則判定負(fù)電荷的洛倫茲力方向時(shí)，與正電荷方向相反．