精英家教網(wǎng)如圖將一金屬薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應．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）關于c、f兩側面哪面的電勢較高？
 
（填c或f）
（2）其他條件不變，只增加磁感應強度B的大小，霍爾電壓Um會怎樣變化？
 
（填增大或減小）
分析：根據(jù)左手定則判斷出電子的偏轉方向，從而確定c、f兩側面的電勢高低；結合電子所受的電場力和洛倫茲力平衡，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，則電子定向移動的方向水平向左，根據(jù)左手定則知，電子向f側面偏轉，f側面帶負電，c側面帶正電，所以c側面電勢高．
（2）根據(jù)evB=e
Um
a
，因為電流I=nevS=nevad
聯(lián)立兩式得，Um=
IB
ned
，增大磁感應強度，則Um增大．
故答案為：（1）c，（2）增加．
點評：解決本題的關鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，會根據(jù)共點力平衡，結合電流的微觀表達式得出霍爾電壓的表達式是解決本題的關鍵．
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相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，將一金屬或半導體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應．其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側偏轉和積累，于是c、f間建立起電場EH，同時產(chǎn)生霍爾電勢差UH．當電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，EH和UH達到穩(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
（1）若半導體材料是自由電子導電的，請判斷圖1中
C
C
端（填c或f）的電勢高；
（2）已知半導體薄片內(nèi)單位體積中導電的自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請導出霍爾系數(shù)RH的表達式
1
ne
1
ne
．（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導電電子定向移動的平均速率．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域．
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如圖1，將一金屬或半導體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應．其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側偏轉和積累，于是c、f間建立起電場EH，同時產(chǎn)生霍爾電勢差UH．當電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，EH和UH達到穩(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．
（1）設半導體薄片的寬度（c、f間距）為l，請寫出UH和EH的關系式；若半導體材料是電子導電的，請判斷圖1中c、f哪端的電勢高；
（2）已知半導體薄片內(nèi)單位體積中導電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請導出霍爾系數(shù)RH的表達式．（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導電電子定向移動的平均速率）；
（3）圖2是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近．當圓盤勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖象如圖3所示．
a．若在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請導出圓盤轉速N的表達式．
b．利用霍爾測速儀可以測量汽車行駛的里程．除此之外，請你展開“智慧的翅膀”，提出另一個實例或設想．

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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B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應．且滿足UM=kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．
某同學通過實驗來測定該金屬的霍爾系數(shù)．已知該薄片的厚度d=0.40mm，該同學保持磁感應強度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應的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）利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域．圖（2）是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近．當圓盤勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖象如圖（3）所示．若在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則圓盤轉速N的表達式：
 
．

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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B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應。且滿足UM＝kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)。

某同學通過實驗來測定該金屬的霍爾系數(shù)。已知該薄片的厚度d＝0.40mm，該同學保持磁感應強度B＝0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應的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）利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域。圖（2）是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反。霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近。當圓盤勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖像如圖（3）所示。若在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則圓盤轉速N的表達式：_____________________。

 


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