如圖所示,厚度為h、寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的勻強磁場中,當電流通過導體板時,在導體板的上側面A和下側面A′之間會產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應。實驗表明,當磁場不太強時,電勢差U、電流I和B的關系為U=k,式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù)。
設電流I是由自由電子的定向流動形成的,電子的平均定向移動速度為v,電荷量為e,回答下列問題:
1.達到穩(wěn)定狀態(tài)時,導體板上側面A的電勢________下側面A′的電勢(填“高于”“低于”或“等于”);
2.電子所受的洛倫茲力的大小為________;
3.當導體板上下兩側之間的電勢差為U時,電子所受靜電力的大小為________;
4.證明霍爾系數(shù)為k=,其中n代表導體內單位體積中自由電子的個數(shù).
科目:高中物理 來源: 題型:
IB |
d |
eU |
h |
eU |
h |
1 |
ne |
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
A、上表面的電勢高于下表面電勢 | B、僅增大h時,上下表面的電勢差增大 | C、僅增大d時,上下表面的電勢差減小 | D、僅增大電流I時,上下表面的電勢差減小 |
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科目:高中物理 來源:2012年滬科版高中物理選修3-1 5.6洛倫茲力與現(xiàn)代科技練習卷(解析版) 題型:計算題
如圖所示,厚度為h寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的均勻磁場中,當電流通過導體板時,在導體板的上側面A和下側面A/之間會產(chǎn)生電熱差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應。實驗表明,當磁場不太強時,電熱差U、電流I和磁感應強度B的關系 式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)。
霍爾效應可解釋如下:外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側,在導體板的另一側會出現(xiàn)多余的正電荷,從而形成橫向電場,橫向電場對電子施加與洛倉茲力方向相反的靜電力,當靜電力與洛倫茲力達到平衡時,導體板上下兩面之間就會形成穩(wěn)定的電勢差。
設電流I是由電子的定向流動形成的,電子的平均定向速度為v,電量為e;卮鹣铝袉栴}:
(1)達到穩(wěn)定狀態(tài)時,導體板上側面A的電勢_____下側面A的電勢(填高于、低于或等于)
(2)電子所受的洛倫茲力的大小為______。
(3)當導體板上下兩面之間的電勢差為U時,電子所受靜電力的大小為_____。
(4)由靜電力和洛倫茲力平衡的條件,證明霍爾系數(shù)為,其中n代表導體板單位體積中電子的個數(shù)。
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