人教版高考物理复习物理知识点练习

《霍尔效应的原理》霍尔效应的原理

1单选题

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)(  )

A
$\frac {I}{neaU}$
B
$\frac {I}{nebU}$
C
$\frac {neaU}{I}$
D
$\frac {nebU}{I}$

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2单选题

2013年4月10日清华大学和中国科学院物理研究所在京联合宣布:清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的实验团队最近取得重大科研突破,从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.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,这一现象就是霍尔效应.利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差U_CD.下列说法中正确的是(  )

A
仅增大磁感应强度时,电势差U_CD变大
B
若霍尔元件的载流子(即定向移动的电荷)是自由电子,则电势差U_CD>0
C
电势差U_CD仅与材料有关
D
在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平

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3单选题

长方体金属块放在匀强磁场中,有电流通过金属块,如图所示.则下面说法中正确是(  )

A
金属块上、下表面电势相等
B
金属块上表面电势高于下表面电势
C
金属块上表面电势低于下表面电势
D
无法比较上、下表面的电势高低

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4多选题

(多选)长方体金属块放在匀强磁场中,有电流通过金属块,如图所示,则下面关于金属块上下表面电势高低的说法中,正确的是(  )

A
金属块上表面聚集负电荷,下表面聚集正电荷
B
金属块上表面电势高于下表面电势
C
金属块上表面电势低于下表面电势
D
无法比较上、下表面的电势高低

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5多选题

(多选)在匀强磁场中放置一矩形的载流导体,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流都垂直的方向上出现了电势差,这种现象称为霍尔效应.如图所示为一竖直放置的金属导体,通有水平向右的电流,加水平向里的磁场,下列说法正确的是(  )

A
导体a侧的电势高于b侧的电势
B
导体a侧的电势低于b侧的电势
C
若磁场增强a、b间的电势差不变
D
若磁场增强a、b间的电势差会增大

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6多选题

(多选)如图所示.将截面厚度为h、宽度为d的通电金属导体放入磁场,当磁场方向与电流方向垂直时.在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是(  )

A
上表面的电势高于下表面的电势
B
电流一定时,仅增大h时,上下表面的电势差增大
C
电流一定时,仅增大d时,上下表面的电势差减小
D
仅增大电流I时,上下表面的电势差增大

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7多选题

(多选)导体导电是导体中自由电荷定向移动的结果,这些可以定向移动的电荷又叫载流子,例如金属导体中的载流子就是电子.现代广泛应用的半导体材料分为两大类:一类是N型半导体,其载流子是电子,另一类是P型半导体,其载流子称为“空穴”,相当于带正电的粒子.如果把某种导电材料制成长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所示,且与长方体的前后侧面垂直,当长方体中通有向右的电流I时,测得长方体的上下表面的电势分别为φ_上和φ_下,则(  )

A
长方体如果是N型半导体,必有φ_上>φ_下
B
长方体如果是P型半导体,必有φ_上>φ_下
C
长方体如果是P型半导体,必有φ_上<φ_下
D
长方体如果是金属导体,必有φ_上<φ_下

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霍尔效应的原理