知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲。开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙。以下关于“霍尔转把”叙述正确的是（　　）

A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S 极

B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快

C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压

D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，不会影响车速控制

难度：易

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2．

霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的电学元件。其结构和原理如图所示，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。在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现了电压，称为霍尔电压U_H．当磁场方向和电流方向如图所示时，关于M、N极板电势的高低，下列说法正确的是（　　）

A．不管载流子带电性质如何，电极N的电势一定高于电极M

B．不管载流子带电性质如何，电极N的电势一定低于电极M

C．只有当载流子为负电荷时，电极M的电势才高于电极N

D．只有当载流子为正电荷时，电极M的电势才高于电极N

难度：易

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3．

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，磁感线强度\(B\)垂直于霍尔元件的工作面向下，\(E\)、\(F\)为前后侧面，通入图示方向的电流\(I\)，\(C\)、\(D\)两侧面会形成电势差\(U_{CD}\)，下列说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．电势差\(U_{CD}\)仅与材料有关

B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差\(U_{CD}\)为负

C．仅增大磁感应强度时，电势差\(U_{CD}\)变大

D．在测量地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平\((\)即图中所示\()\)

难度：易

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4．

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\(U_{H}=k_{H}IB\)，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：易

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5．
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\(.\)实验装置的示意图如图所示，两块面积均为\(S\)的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，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量为\(B\)，水的电阻率为\(ρ\)，水面上方有一阻值为\(R\)的电阻通过绝缘导线和开关\(S\)连接到两金属板上，忽略边缘效应，求：
\((1)\)该发电装置的电动势；
\((2)\)通过电阻\(R\)的电流大小；
\((3)\)电阻\(R\)消耗的电功率．

难度：易

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6．

霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在翻盖手机中，常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序，如图是一霍尔元件的示意图，通入沿\(x\)轴正向的电流\(I\)，沿\(y\)轴正向加恒定的匀强磁场\(B\)，图中\(a\)、\(b\)是垂直于\(z\)轴方向上元件的前后两侧面，霍尔元件宽为\(d(a\)、\(b\)间距离\()\)，\(ab\)间将出现电压\(U_{ab}\)，则 \((\)　 \()\)

A．\(a.b\)间电压\(U_{ab}\)仅与磁感应强度\(B\)有关

B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则\(ab\)两端电压\(U_{ab} < 0\)

C．若霍尔元件的载流子是正电荷，则\(ab\)两端电压\(U_{ab} < 0\)

D．若仅仅增大霍尔元件的宽度\(d\)，\(ab\)间电压\(U_{ab}\)不变

难度：易

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7．

下列关于霍尔元件说法正确的是\((\)　　\()\)

A．霍尔元件是将温度这个热学量转换成电阻这个电学量

B．霍尔元件是将磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量

C．霍尔元件是将力这个力学量转换成电压这个电学量

D．霍尔元件是将光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量

难度：易

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8．

为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为\(a\)、\(b\)、\(c\)，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为\(B\)的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压\(U.\)若用\(Q\)表示污水流量\((\)单位时间内打出的污水体积\()\)，下列说法中正确的是 \((\)　　\()\)

A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高

B．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多无关

C．电压表的示数与污水中离子浓度无关

D．污水流量\(Q\)与\(U\)成正比，与\(a\)、\(b\)、\(c\)无关

难度：易

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9．

如图所示，导电物质为电子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\(U_{H}\)满足：\(U_{H}=k \dfrac {I_{H}B}{d}\)，式中\(k\)为霍尔系数，\(d\)为霍尔元件两侧面间的距离，电阻\(R\)远大于\(R_{L}\)，霍尔元件的电阻可以忽略，则\((\)　　\()\)

A．霍尔元件前表面的电势高于后表面

B．\(I_{H}\)与\(I\)成正比

C．若电源的正负极对调，电压表将反偏

D．电压表的示数与\(R_{L}\)消耗的电功率成正比

难度：易

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