知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图所示，一正方形盒子处于方向竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场中，盒子的边长为L，盒子的前后两面为金属板，其余四面均为绝缘材料，在盒的左面正中间和底面上各有一小孔，底面小孔的位置可沿底面中线MN移动．现有带负电、电量为Q的液滴持续从左侧小孔以某一水平速度进入盒内，液滴到达金属板和底板（落在底板的液滴，仍将向前后金属板运动且最终到达前后金属板，所有液滴将电荷量全部传给金属板后即被引出盒子）．形成稳定的电势差后，立即移动底部小孔的位置，恰能使射入的所有液滴都能从底部的小孔穿出，测出此时小孔到M点的距离d．下列说法正确的是（　　）

A．稳定后，前金属板电势较高

B．稳定后，液滴将做圆周运动

C．稳定电压U=Bd

D．稳定电压U=Bd

难度：较易

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2．

（2016春•武汉月考）如图所示，宽度为h、厚度为d的霍尔元件放在与它垂直的磁感应强度大小为B=B₀sinωt的匀强磁场中，当恒定电流，通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生交流电，这样就实现了将直流输入转化为交流输出．为提高输出的交流电压，可采取的措施是（　　）

A．增大d

B．减小d

C．增大h

D．减小h

难度：较易

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3．

（2016•东城区模拟）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域．图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品薄片放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会在与z轴垂直的两个侧面之间产生电势差，这一现象称为霍尔效应．其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是上、下表面间建立起电场E_H，同时产生霍尔电势差U_H．当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E_H和U_H达到稳定值，U_H的大小与I和B满足关系U_H=k_HIB，其中k_H称为霍尔元件灵敏度．已知此半导体材料是电子导电，薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e．下列说法中正确的是（　　）

A．半导体样品的上表面电势高于下表面电势

B．霍尔元件灵敏度与半导体样品薄片的长度a、宽度b均无关

C．在其他条件不变时，单位体积中导电的电子数n越大，霍尔元件灵敏度越高

D．在其他条件不变时，沿磁场方向半导体薄片的厚度c越大，霍尔元件灵敏度越高

难度：较易

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4．

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，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差U_CD，下列说法中不正确的是（　　）

A．仅增大磁感应强度时，电势差U_CD变大

B．电势差U_CD仅与材料有关

C．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差U_CD＞0

D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平

难度：较易

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5．

（2015秋•温州校级期末）霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，人们利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器．这类磁传感器测出的是磁感应强度沿轴线方向的分量．如图（1）所示，陈同学将磁传感器调零后探究条形磁铁附近的磁场，计算机显示磁感应强度为正，他接下来用探头同样的取向研究长直螺线管（电流方向如图（2）所示）轴向的磁场，以螺线管中心点为坐标原点，沿轴线向右为X轴正方向，建立坐标系．下列图象可能正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

难度：中等

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6．

（2015秋•宁波校级月考）如图所示，导电物质为正电荷的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I_H，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U_H，霍尔元件的电阻为R_H，则下列说法正确的是（　　）

A．霍尔元件前表面的电势高于后表面

B．若电源的正负极对调，电压表将反偏

C．U_H=I_H R_H

D．U_H会随着I的增大而增大

难度：较难

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7．

（2015秋•陆丰市校级月考）如图所示，一长方体导体材料放在匀强磁场中，现将该导体材料通一与磁场方面垂直的电流，测得上下两表面的电势高低情况是φ_M＜φ_N，则下列结论正确的是（　　）

A．该导体材料靠正电荷导电

B．该导体材料靠负电荷导电

C．上下两表面电势差的大小与导体的厚度无关

D．上下两表面电势差的大小与磁感应强度有关

难度：较难

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8．

（2015春•南通校级期末）如图是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定，则可以验证U_H随磁感应强度B的变化情况．以下说法中正确的是（工作面是指较大的平面）（　　）

A．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水平

B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

C．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，U_H将变大

D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U_H将发生变化

难度：较难

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9．

（2015秋•重庆校级期末）一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”．这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为q=1.6×10^-19C．在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0×10^-2m、长6c=L=4.0×10^-2m、厚h=1×10^-2m，水平放置在竖直向上的磁感应强度B=1.5T的匀强磁场中，bc方向通有I=3.0A的电流，如图所示，沿ab方向产生1.0×10^-5V的横电压．则下列说法正确的是（　　）

A．若载流子是电子，则a端电势比b端电势低

B．薄板中形成电流，的载流子定向运动的速率是6.7×10^-4m/s

C．薄板中形成电流，的载流子热运动的速率是6.7×10^-4m/s

D．这块霍尔材料中单位体积内的载流子仑数为3.75×10²⁷个

难度：中等

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10．