高中 | 霍尔元件 题目答案及解析

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选修3-1

第三章 磁场

3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动

霍尔元件

霍尔元件是一种特殊的电子元件,广泛应用于测量和自动控制领域,一般用半导体材料做成。如图所示,在聚磁铁芯左侧线圈连接待测电压$U$时,右侧霍尔元件将输出一个电压值$U_{H}$,霍尔元件由载流子为自由电子的材料制成,元件中通入的霍尔电流$I_{0}$$a$流向$b$,放大示意图如图所示,则下列说法错误的是$(\qquad)$

["

图中霍尔元件处有方向向下的磁场

","

图中霍尔元件前表面$c$为高电势面

","

增大待测电压$U$,霍尔电压$U_{H}$将增大

","

霍尔电压$U_{H}$的大小与霍尔电流$I_{0}$无关

"]
[["D"]]

$\rm A$、根据右手螺旋定则可知图中霍尔元件处有方向向下的磁场,故$\rm A$正确;

$\rm B$、根据左手定则可知正电荷在霍尔元件中向后表面$d$聚集,霍尔元件后表面$d$为高电势面,故$\rm B$正确;

$\rm CD$、设霍尔元件宽为$L$,根据$q\dfrac{U_{H}}{L} = qvB$,可得$U_{H}=LvB$,待测电压$U$越大,则霍尔元件所在处的磁感应强度$B$越大,增大待测电压$U$,霍尔电压$U_{H}$将增大,正电荷的移动速度$v$与霍尔电流$I_{0}$大小有关,$I_{0}=nqSv$可知霍尔电压$U_{H} = \dfrac{BL1_{0}}{nqS}$$U_{H}$的大小与霍尔电流$I_{0}$有关,故$\rm C$正确,$\rm D$错误。

本题选择错误的。

故选:$\rm D$

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