霍爾效應(yīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的測(cè)試和研究中,例如應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)試半導(dǎo)體是電子型還是空穴型,研究半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度的變化等.在霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,如圖所示,ab寬為1cm,ad長(zhǎng)為4cm,ae厚為1.0×10-3cm的導(dǎo)體,沿ad方向通有3A的電流,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直向里穿過(guò)abcd平面時(shí),產(chǎn)生了1.0×10-5V的霍爾電壓,(已知導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)的自由電荷是電子),則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.在導(dǎo)體的前表面聚集自由電子,電子定向移動(dòng)的速率v=
2
3
×10-3(m/s)
B.在導(dǎo)體的上表面聚集自由電子,電子定向移動(dòng)的速率v=
2
3
×103(m/s)
C.在其它條件不變的情況下,增大ad的長(zhǎng)度,可增大霍爾電壓
D.每立方米的自由電子數(shù)為n=2.8×1029個(gè)

A、根據(jù)左手定則可得,載流子受力的方向向上,所以向上運(yùn)動(dòng),聚集在上極板上.所以在導(dǎo)體的上表面聚集自由電子.
穩(wěn)定時(shí)載流子,在沿寬度方向上受到的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力平衡evB=
U
ab

解得v=
U
B
.
ab
=
1.0×10-5
1.5×0.01
=
2
3
×10-3m/s
.故AB錯(cuò)誤;
C、穩(wěn)定時(shí)載流子,在沿寬度方向上受到的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力平衡evB=
U
ab
所以在其它條件不變的情況下,增大ab的長(zhǎng)度,可增大霍爾電壓.故C錯(cuò)誤;
D、根據(jù)電流的微觀表達(dá)式得,I=nqSv
則單位體積內(nèi)的載流子個(gè)數(shù)n=
I
eSv
=
3
1.6×10-19×
.
ab
?
.
ae
×
2
3
×10-3
=2.8×1029
個(gè).故D正確.
故選:D
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,軌道間距為0. 2 m,金屬桿ab的質(zhì)量為0. 1 kg,電容器電容為0.5 F,耐壓足夠大,因?yàn)槔硐腚娏鞅,?dǎo)軌與桿接觸良好,各自的電阻忽略不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5 T,方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)用水平外力Fab向右運(yùn)動(dòng),使電流表示數(shù)恒為0. 5 A。

(1)求t=2s時(shí)電容器的帶電量。
(2)說(shuō)明金屬桿做什么運(yùn)動(dòng)。
(3)求t=2s時(shí)外力做功的功率。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖12-6所示,ab是一個(gè)可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)的閉合矩形導(dǎo)線框.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P自左向右滑動(dòng)時(shí),從紙外向紙內(nèi)看,線框ab將(   )
A.保持靜止不動(dòng)B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
C.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)D.發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),但電源極性不明,無(wú)法確定轉(zhuǎn)動(dòng)方向.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖11-4所示,豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌,軌距0.2m,金屬導(dǎo)體ab可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地上下滑動(dòng),ab的電阻為0.4Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì),導(dǎo)軌ab的質(zhì)量為0.2g,垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁應(yīng)強(qiáng)度為0.2T,且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,當(dāng)ab導(dǎo)體自由下落0.4s時(shí),突然接通電鍵K,則:(1)試說(shuō)出K接通后,ab導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況。(2)ab導(dǎo)體勻速下落的速度是多少?(g取10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在長(zhǎng)直導(dǎo)線中有恒電流I通過(guò),導(dǎo)線正下方電子初速度v0方向與電流I的方向相同,電子將( 。
A.沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越小
B.沿路徑a運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越大
C.沿路徑b運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越小
D.沿路徑b運(yùn)動(dòng),軌跡半徑越來(lái)越大

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下,又沿曲面的另一側(cè)上升,設(shè)閉合環(huán)初速為零,摩擦不計(jì),則( 。
A.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度小于h
B.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度等于h
C.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度等于h
D.若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng),環(huán)滾上的高度大于h

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列電學(xué)器材中,利用電磁感應(yīng)原理制成的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示的電路中,A1、A2為完全相同的燈泡,線圈L 的電阻忽略不計(jì).下列說(shuō)法中正確的是
A.閉合開(kāi)關(guān)K接通電路時(shí),A2先亮A1后亮,最后一樣亮
B.閉合開(kāi)關(guān)K接通電路瞬間,A1和A2同時(shí)變亮
C.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)K切斷電路時(shí),A2立即熄滅A1過(guò)一會(huì)兒才熄滅
D.?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)K切斷電路時(shí),A1,A2立即熄滅

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示電路中,A、B是相同的兩小燈泡。L是一個(gè)帶鐵芯的線圈,電阻可不計(jì),調(diào)節(jié)R,電路穩(wěn)定時(shí)兩燈泡都正常發(fā)光,則在開(kāi)關(guān)合上和斷開(kāi)時(shí)

A.兩燈同時(shí)點(diǎn)亮、同時(shí)熄滅
B.合上S時(shí),B比A先到達(dá)正常發(fā)光狀態(tài)
C.?dāng)嚅_(kāi)S時(shí),A、B兩燈都不會(huì)立即熄滅,通過(guò)A、B兩燈的電流方向都與原電流方向相同
D.?dāng)嚅_(kāi)S時(shí),A燈會(huì)突然閃亮一下后再熄滅

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