[题目]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.如图1.将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中.在薄片的两个侧面a.b间通以电流I时.另外两侧c.f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c.f间建立起电场EH.同时产生霍尔电压UH.当电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时.E 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】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。如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差（霍尔电压），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c、f间建立起电场EH，同时产生霍尔电压UH。当电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，EH和UH达到稳定值。

(1)设半导体薄片的宽度（c、f间距）为1，请写出UH和EH的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图1中c、f哪端的电势高；

(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的自由电荷数为n，每个电荷量为q。理论表明霍尔电压UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d、材料的性质有关。试推导出UH的表达式，并指出表达式中体现材料性质的物理量；

(3)图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉动信号图像如图3所示。若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。

【答案】（1）C端高（2）（3）

【解析】

试题（1）由C端高。

（2）当电场力与洛伦兹力相等时，得

得

（3） a.由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则 P=mNt

圆盘转速为

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电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω)；

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电压表（量程为0~3V．内限约3kΩ)；

电键一个、导线若干。

滑动变阻器（最大阻值20Ω, 额定电流1A）

（1）实验的电路图应选用下列的图__________（填字母代号）。

（2）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果这个小灯泡两端所加电压为1V，则小灯泡在该温度时的电阻是________Ω。随着电压增大，温度升高，小灯泡的电阻_______。（填“增大”，“减小”或“不变”）

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A. R1中电流的方向由a到b通过R1

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（1）线圈产生的电动势大小；

（2）b、c两点间的电势差；

（3）外力对线圈所做的功；

（4）通过线圈导线某截面的电量。

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（1）粗测小灯泡的电阻，应选择多用电表_____（填“×1”、“×10”或“×100”）倍率的电阻档，调零后，将表笔分别与小灯泡的两极连接，示数如图甲所示，试解释此时电阻为何小于灯泡正常工作的电阻___________。

（2）请在图乙所示的虚线框内补画出满足实验要求的电路图________。

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A．将两根表笔短接，并调零

B．将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置

C．记下电阻值

D．将多用电表面板上旋钮旋到R×100挡

E．将多用电表面板上旋钮旋到R×10 挡

F．将多用电表面板上旋钮旋到OFF挡

（1）根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出（利用上述操作项目前面的字母表示，且可以重复使用）________。

（2）该电阻的阻值是________ Ω。

（二）如图乙所示为一正在测量中的多用电表表盘。

（1）如果是用10 Ω挡测量电阻，则读数为________Ω。

（2）如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为______mA。

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