高考物理试题库 专题3.32 霍尔效应(解析版).doc

（选修3-1） 第三部分 磁场 专题3.32 霍尔效应 一．选择题 1.(多选)(2018·华南师大附中三模)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B 垂直于霍尔元件的工作面向下，当元件中通入图示方向的电流I 时，C、D 两侧面会形成一定的电势差U.下列说法中正确的是(　　) A．若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带负电 B．若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带正电 C．在地球南、北极上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置时U最大 D．在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时，U最大 【参考答案】　AD 【名师解析】　若元件的载流子带负电，由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏，则C侧面的电势高于D侧面的电势，故A正确；若元件的载流子带正电，由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏，则D侧面的电势高于C侧面的电势，故B错误；在测地球南、北极上方的地磁场强弱时，因磁场方向竖直，则元件的工作面保持水平时U最大，故C错误；地球赤道上方的地磁场方向水平，在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，当与地球经线垂直时U最大，故D正确． 2．如图所示是某霍尔元件的内部结构图，其载流子为电子，a接直流电源的正极，b接直流电源的负极，cd间输出霍尔电压，下列说法正确的是（ ） A. 若工作面水平，置于竖直向下的磁场中，c端的电势高于d端 B. cd间霍尔电压与ab间电流大小有关 C. 将该元件移至另一位置，若霍尔电压相同，则两处的磁场强弱相同 D. 在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直 【参考答案】ABD 【名师解析】若工作面水平，置于竖直向下的磁场中，由于电流从a流向b，电子从b流向a，由左手定则可知，电子偏向d极，则c端的电势高于d端，选项A正确；cd间霍尔电压满足Udq=Bqv，而I=neSv，可知 点睛：解决本题关键是理解左手定则与安培定则的应用，注意电子的移动方向与电流方向相反，简单了解霍尔元件的基本原理。 3．(多选)如图为一个电磁泵从血库里向外抽血的结构示意图，长方体导管的左、右表面绝缘，上、下表面为导体，管长为a、内壁高为b、宽为L且内壁光滑．将导管放在垂直左、右表面向右的匀强磁场中，由于充满导管的血浆中带有正、负离子，将上、下表面和电源接通，电路中会形成大小为I的电流，导管的前后两侧便会产生压强差p，从而将血浆抽出，其中v为血浆流动方向．若血浆的电阻率为ρ，电源的电动势为E，内阻为r，匀强磁场的磁感应强度为B，则下列判断正确的是(　　) A. 此装置中血浆的等效电阻R=ρbaL B. 此装置中血浆受到安培力大小F C. 增大磁感应强度可以加快血浆的外抽速度 D. 前后两侧的压强差P= 【参考答案】ACD 【名师解析】导体长度为b，横截面积为aL，由电阻定律可得此装置中血浆的等效电阻为：R=ρbaL，故A正确。导体长度为a，故所受安培力为F=BIb，故B错误。根据洛伦兹力与电场力平衡，则有qvB=qUa，解得：U=Bav，当增大磁感应强度B时，则前后表面的电势差U增大，导致电场力增大，则会加快血浆的外抽速度，故C正确；压强公式得可得： 4．如图所示，宽度为d、厚度为h的金属导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应.实验表明：当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为,式中的比例系数k称为霍尔系数，设载流子的电荷量大小为q,金属导体单位体积内的自由电荷数目为n,(电流I=nqsv,其中s=dh,v表示自由电子定向移动的速率)下列说法正确的是( ) A. 导体上表面的电势大于下表面的电势 B. 霍尔系数为K=1 C. 载流子所受静电力的大小eU/d D. 载流子所受洛伦兹力的大小eBv 【参考答案】BD 【名师解析】导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动由左手定则判断，电子会偏向上表面，下表面上出现等量的正电荷，电场线向上，导体上表面的电势小于下表面的电势，故A错误； 当电场力与洛伦兹力平衡时，则有eU 导体中通过的电流为 I=nev?d?h，由U=kIB得， 解得：k=1 电子所受静电力的大小为：F静=eE=eU/h，故C错误； 电子所受的洛伦兹力的大小为：F洛=eBv，故D正确。 【关键点拨】：所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象．霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题所需的知