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如图所示,厚度为h,宽度为d的导体放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中.当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A1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U=KIB/d,式中的比例系数K称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下:

外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场对电子施加与洛仑兹力相反的静电力.当静电力与洛仑兹力达到平衡时,导体板上下两侧面之间会形成稳定的电势差.设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为V,电量为e,回答下列问题:

(1)达到稳定状态时,导体板上侧A的电势(  )下侧面A1的电势;(填“高于”“低于”或“等于”)

(2)电了所受的洛仑兹力的大小为(  );

(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为(  );

(4)由静电力和洛仑兹力平衡,证明:霍尔系数为K=1/ne,其中n代表导体板的单位体积内的电子的个数.

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相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2000?安徽)如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′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B的关系为U=k
IB
d
,式中的比例系数k称为霍尔系数.
设电流I是由自由电子的定向流动形成的,电子的平均定向移动速度为v,电荷量为e,回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势
低于
低于
下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”);
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为
eBv
eBv

(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为
eU
h
eU
h

(4)证明霍尔系数为k=
1
ne
,其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?珠海二模)中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级.如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向(自由电子定向移动形成电流)垂直时在上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果.如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是(  )
A、上表面的电势高于下表面电势B、仅增大h时,上下表面的电势差增大C、仅增大d时,上下表面的电势差减小D、仅增大电流I时,上下表面的电势差减小

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科目:高中物理 来源:2012年沪科版高中物理选修3-1 5.6洛伦兹力与现代科技练习卷(解析版) 题型:计算题

如图所示,厚度为h宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A/之间会产生电热差,这种现象称为霍尔效应。实验表明,当磁场不太强时,电热差U、电流I和磁感应强度B的关系 式中的比例系数K称为霍尔系数。

霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛仓兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两面之间就会形成稳定的电势差。

设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电量为e。回答下列问题:

(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势_____下侧面A的电势(填高于、低于或等于) 

(2)电子所受的洛伦兹力的大小为______。

(3)当导体板上下两面之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为_____。

(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为,其中n代表导体板单位体积中电子的个数。

 

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科目:高中物理 来源:2012届度江苏省高三上学期第二次月考物理卷 题型:计算题

如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′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IB的关系为Uk,式中的比例系数k称为霍尔系数。

设电流I是由自由电子的定向流动形成的,电子的平均定向移动速度为v,电荷量为e,回答下列问题:

1.达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”);

2.电子所受的洛伦兹力的大小为________;

3.当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为________;

4.证明霍尔系数为k=,其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数.

 

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