(19分)在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件(如图),在E、F间通人恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、
题型:不详难度:来源:
(19分)在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件(如图),在E、F间通人恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现了电压UH,称为霍尔电压。 (1)电流和磁场方向如图中所示,载流子是电子,M、N两端中哪端电势较高? (2)试证明:,K为与材料有关的常量。 (3)为了提高霍尔元件的灵敏度,可采用哪些方法?[ |
答案
(1)M点电势高 (2)证明见解析。 (3)增大电流I、减小厚度d和减小载流子的密度、增加磁感应强度B。 |
解析
(1)M点电势高。 (3分) (2)设前后两个表面相距为L,电子所受的电场力等于洛仑兹力 (3分) 。 设材料单位体积内电子的个数为n,材料截面积为s,则电流为 (2分) , s=dL (2分) 解得: (2分) (3)增大电流I、减小厚度d和减小载流子的密度、增加磁感应强度B。 (4分) |
举一反三
法拉第曾提出一种利用河流发电的设想,并进行了实验研究,实验装置的示意图可用题23图表示,两块面积均为S的举行金属板,平行、正对、数值地全部浸在河水中,间距为d。水流速度处处相同,大小为v,方向水平,金属板与水流方向平行。地磁场磁感应强度的竖直分别为B,说的电阻率为p,水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两个金属板上,忽略边缘效应,求:
(1) 该发电装置的电动势; (2) 通过电阻R的电流强度。 (3) 电阻R消耗的电功率。 |
目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图所示表示出了它的原理:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,而从整体来说呈中性)喷射入磁场,磁场中有两块金属A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压。如果射入的等离子体的初速度为v,两金属板的板长(沿初速度方向)为L,板间距离为d,金属板的正对面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于离子初速度方向,负载电阻为R,电离气体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时,电流表的示数为I。那么板间电离气体的电阻率为:
A. B. C. D. |
磁流体发电是一项新兴技术,它可以把气体的内能直接转化为电能。下图是磁流体发电机的装置:A、B组成一对平行电极,两极间距为d,内有磁感应强度为B的匀强磁场,现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,而整体呈中性)垂直喷射入磁场,每个离子的速度为v,电量大小为q,两极之间的等效内阻为r,稳定时,磁流体发电机的电动势E=________,设外电路电阻为R,则R上消耗的功率P=__________。 |
磁流体发电是一项新兴技术。如图所示,平行金属板之间有一个很强的磁场,将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体,沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连,则
A.用电器中的电流方向从A到B | B.用电器中的电流方向从B到A | C.若只增强磁场,发电机的电动势增大 | D.若只增大喷入粒子的速度,发电机的电动势增大 |
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目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机,它可以把气体的内能直接转化为电能.如图10所示为它的发电原理图.将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,从整体上来说呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场,磁场中有两块面积S,相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路.设气流的速度为v,气体的电导率(电阻率的倒数)为g,则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为( )
A.I=, A→R→B | B.I=,B→R→A | C.I=,B→R→A | D.I=,A→R→B |
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