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高中 | 霍尔元件题目答案及解析如下,仅供参考!
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
霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域,霍尔元件一般用半导体材料制成,有的半导体中的载流子(自由电荷)是自由电子,有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)。如图所示为用半导体材料制成的霍尔元件的工作原理示意图,厚度为$h$,宽度为$d$,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,下列说法正确的是$(\qquad)$
若元件的载流子是自由电子,上表面的电势低于下表面电势
","若元件的载流子是空穴,上表面的电势低于下表面电势
","保持载流子定向移动速率$v$不变,仅增大$d$时,上下表面的电势差不变
","保持电流$I$不变,仅增大$d$时,上下表面的电势差增大
"]$\rm AB$、由左手定则,可知载流子向上表面偏转,若载流子是自由电子,可知上表面的电势低于下表面电势;
若载流子是空穴,则上表面电势高于下表面电势,故$\rm A$正确,$\rm B$错误;
$\rm CD$、稳定状态下,载流子受到的电场力与洛伦兹力平衡$q\dfrac{U}{h}=qBv$,由电流的微观表达式$I=nqvdh$,可得到电势差$U=Bvh= \dfrac{BI}{nqd}$;
若$v$不变,仅增大$d$,上下表面的电势差不变;若$I$不变,仅增大$d$,则上下表面电势差减小,故$\rm C$正确,$\rm D$错误。
故选:$\rm AC$。
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