題目列表(包括答案和解析)
當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí),在導(dǎo)體的垂直于磁場(chǎng)和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差,這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng),這個(gè)電勢(shì)差也被叫做霍爾電壓。科學(xué)技術(shù)中常常利用霍爾效應(yīng)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。如圖11所示為一金屬導(dǎo)體,規(guī)格已在圖中標(biāo)出,若已知通過(guò)導(dǎo)體的電流為I,電壓表示數(shù)為U,電子的電荷量為e,則被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)方向垂直于前后表面)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(已知電流的微觀表達(dá)式為I=nsvq,其中n為導(dǎo)單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),s為導(dǎo)體的截面積,v為電荷定向移動(dòng)的速率,q為電荷的帶電量)( )
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A.
B.
C.
D.
根據(jù)經(jīng)典理論,金屬導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式為I=nvSe,其中n為金屬導(dǎo)體中每單位體積內(nèi)的自由電子數(shù),v為導(dǎo)體中自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率,S為導(dǎo)體的橫截面積,e為自由電子的電荷量.如圖11所示,兩段長(zhǎng)度和材料完全相同、各自粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線ab、bc,圓橫截面的半徑之比為rab∶rbc=1∶4,串聯(lián)后加上電壓U,則 ( )
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A.兩導(dǎo)線內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的速率之比為vab∶vbc=1∶4
B.兩導(dǎo)線內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的速率之比為vab∶vbc=4∶1
C.兩導(dǎo)線的電功率之比為Pab∶Pbc=4∶1
D.兩導(dǎo)線的電功率之比為Pab∶Pbc=16∶1
一塊N型半導(dǎo)體薄片(稱(chēng)霍爾元件),其橫載面為矩形,體積為b×c×d,如圖所示.已知其單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n、電阻率為ρ、電子電荷量e.將此元件放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向沿Z軸方向,并通有沿x軸方向的電流I,則在此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面就會(huì)出現(xiàn)電壓,這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng).
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(1)此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面中,哪個(gè)面電勢(shì)高?
(2)試證明在磁感應(yīng)強(qiáng)度一定時(shí),此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面的電壓與其中的電流成正比.(提示:先求出電流的微觀表達(dá)式)
(3)磁強(qiáng)計(jì)是利用霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的儀器.其測(cè)量方法為:將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中,用毫安表測(cè)量通以電流I,用毫伏表測(cè)量C、C/間的電壓U,就可測(cè)得B.若已知其霍爾系數(shù)k=
=10 mV/mA·T.并測(cè)得U=0.6 mV,I=3 mA.試求該元件所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)導(dǎo)體時(shí),在導(dǎo)體的垂直于磁場(chǎng)和電流方向的兩個(gè)端面之間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差,這一現(xiàn)象便是霍爾效應(yīng),這個(gè)電勢(shì)差也被叫做霍爾電壓。科學(xué)技術(shù)中常常利用霍爾效應(yīng)測(cè)定磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。如圖11所示為一金屬導(dǎo)體,規(guī)格已在圖中標(biāo)出,若已知通過(guò)導(dǎo)體的電流為I,電壓表示數(shù)為U,電子的電荷量為e,則被測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)方向垂直于前后表面)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(已知電流的微觀表達(dá)式為I=nsvq,其中n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),s為導(dǎo)體的截面積,v為電荷定向移動(dòng)的速率,q為電荷的帶電量)( )
A.
B.
C.
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根據(jù)經(jīng)典理論,金屬導(dǎo)體中電流的微觀表達(dá)式為I=nvSe,其中n為金屬導(dǎo)體中每單位體積內(nèi)的自由電子數(shù),v為導(dǎo)體中自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率,S為導(dǎo)體的橫截面積,e為自由電子的電荷量.如圖11所示,兩段長(zhǎng)度和材料完全相同、各自粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線ab、bc,圓橫截面的半徑之比為rab∶rbc=1∶4,串聯(lián)后加上電壓U,則 ( )![]()
| A.兩導(dǎo)線內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的速率之比為vab∶vbc=1∶4 |
| B.兩導(dǎo)線內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的速率之比為vab∶vbc=4∶1 |
| C.兩導(dǎo)線的電功率之比為Pab∶Pbc=4∶1 |
| D.兩導(dǎo)線的電功率之比為Pab∶Pbc=16∶1 |
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