Question

【题目】据中新社北京某日报道:中国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应,引起国际物理学界巨大反响,是具有诺贝尔奖级的成绩。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,上、下工作面间的距离为d,通入图示方向的电流I时,C、D两侧面间会形成电势差UCD,下列说法中正确的是

A. 仅增大磁感应强度时,电势差UCD不变

B. 若霍尔元件的自由电荷是自由电子,则CD点的电势ΦC>ΦD

C. 仅减小上、下工作面间的距离d时,电势差UCD变大

D. 仅增大通入的电流时,电势差UCD变大

Answer 1

【答案】CD

【解析】

若在霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力方向，从而知道两侧面所带电荷的电性，即可知道C、D两侧面电势的关系。CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡推导出电势差UCD与什么因素有关。

若霍尔元件的自由电荷是自由电子，根据左手定则，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以D表面的电势高，则ΦC<ΦD，选项B错误．CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、d，有q=qvB，I=nqvS=nqvbd，则．则仅增大磁感应强度时，电势差UCD增加；仅减小上、下工作面间的距离d时，电势差UCD变大；仅增大通入的电流I时，电势差UCD变大；故A错误，CD正确；故选CD。