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

如图所示为某霍尔元件(电子导电)的工作原理图,元件处于竖直向下的匀强磁场中,当存在$AB$方向流动的稳定电流时,电子元器件$C$$D$两侧面会形成电势差$U_{CD}$,下列说法中正确的是$(\qquad)$

["

若在$AB$方向上通以由$A$$B$运动的电流,电子会在$C$板聚集

","

若在$AB$方向上通以由$A$$B$运动的电流,电子会在上板聚集

","

当增大向下的磁感应强度$B$时,$C$$D$两侧面的电势差会增大

","

电势差$U_{CD}$的大小仅与电子元器件的制造材料有关

"]
[["C"]]

$\rm AB$、若在$AB$方向上通以由$A$$B$运动的粒子流,根据左手定则,电子会在$D$板聚集,故$\rm AB$错误;

$\rm C$、根据$CD$间存在电势差,之间就存在电场,电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,设霍尔元件厚度为$c$,有:$q\dfrac{U}{d} =qvB$$I=nqvS=nqvdc$,则$U_{CD}= \dfrac{BI}{nqc}$,当增大向下的磁感应强度$B$$C$$D$两面的电势差会增大,故$\rm C$正确;

$\rm D$、由$\rm C$选项分析,则$n$由材料决定,故$U$与材料有关;$U$还与厚度$c$成反比,与宽$d$无关,同时还与磁场$B$与电流$I$有关,故$\rm D$错误;

故选:$\rm C$

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