Question

14．利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域．如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會形成電勢差U_CD．下列正確的是（　�。�

• A． 電勢差U_CD的值僅與材料有關(guān)
• B． 若該霍爾元件是自由電子運(yùn)動形成電流，則電勢差U_CD＜0
• C． 僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時，電勢差U_CD變大
• D． 在測定地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時，元件的工作面應(yīng)保持水平

Answer 1

分析 在霍爾元件中，移動的是自由電子，根據(jù)左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向，從而知道兩側(cè)面所帶電荷的電性，即可知道C、D兩側(cè)面會形成電勢差U_CD的正負(fù)．CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡推導(dǎo)出電勢差U_CD與什么因素有關(guān)．

解答 解：A、根據(jù)左手定則，電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn)，C表面帶負(fù)電，D表面帶正電，所以D表面的電勢高，則U_CD＜0．CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有q$\frac{U}$=qvB，I=nqvS=nqvbc，則U=$\frac{BI}{nqc}$．故A錯誤，BC正確．
D、在測定地球兩極上方地磁場強(qiáng)弱時，應(yīng)將元件的工作面保持水平，讓磁場垂直通過，因此測定地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時，元件的工作面應(yīng)保持豎直．故D錯誤．
故選：BC．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子，以及自由電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡．