在一个很小的巨型半导体薄片上,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通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,元件在沿磁场方向的
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在一个很小的巨型半导体薄片上,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通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,元件在沿磁场方向的
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在一个很小的巨型半导体薄片上,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通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,元件在沿磁场方向的厚度为d,在M、N间出现了电压U
H
,称为霍尔电压.
(1)电流和磁场方向如图所示,载流子是电子,______端电势较高;(填M或N)
(2)当电流恒定和所用材料一定时,霍尔电压U
H
与______成正比,与______成反比.
答案
(1)根据左手定则知,电子向N端偏转,所以M端带正电,N端带负电,M端的电势较高.
(2)设薄片的长度为a,宽度为b,根据电子受力平衡得,
e
U
H
b
=evB
,解得U
H
=Bvb,
因为I=nevS=nevbd,解得v=
I
nebd
,
代入解得
U
H
=
BI
ned
,n表示单位体积内的电子数,可知霍尔电压与B成正比,与d成反比.
故答案为:(1)M(2)B,d
举一反三
下列说法中错误的是( )
A.磁卡的记录原理是电磁感应现象,读取原理是电流的磁效应
B.日光灯在正常发光时,启动器中的动触片与静触片是分开的
C.电磁炉是利用涡流的热效应来加热物体的
D.电动机、变压器的铁芯用硅钢片代替整块铁芯是为了减小涡流损失
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图示是金属材料制成霍尔元件示意图,下面说法正确的是( )
A.把温度这个热学量转换成电阻这个电学量
B.把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
C.M点的电势比N点的电势高
D.N点的电势比M点的电势高
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如图所示,是一个电容器与一段金属丝构成的电路,一磁场垂直穿过该电路平面,磁感应强度的大小随时间以变化率
k
增加.已知电容器的电容量为
C
,电路平面所围面积为
S
,则:
(1)电容器的上极板M所带电荷的电性?
(2)电容器两极板间的电势差?
(3)电容器两极板所带的电荷量?
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如图所示,一导体圆环位于纸面内,
O
为圆心。环内两个圆心角为90º的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等,方向相反且均与纸面垂直。导体杆
OM
可绕
O
转动,
M
端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻
R
。杆
OM
以匀角速度
ω
逆时针转动,
t
=0时恰好在图示位置。规定从
a
到
b
流经电阻
R
的电流方向为正,圆环和导体杆的电阻忽略不计,则杆从
t
=0开始转动一周的过程中,电流随
ω
t
变化的图象是
A. B. C. D.
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如图所示,连长为L的正文形线框旋转在光滑绝缘的水平面上,空间存在竖直向下的匀强磁场,MN和PQ为磁场边界,磁场宽度为
.开始时,线框的顶点d恰在磁场边界上,且对角线bc与磁场边界平行,现用外力使线框沿与磁场边界垂直的方向匀速运动,则在穿过磁场的过程中,线框中的电流i(以逆时针方向为正)和外力的功率P随时间变化正确的图像为( )
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