题目列表(包括答案和解析)
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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和磁感应强度B的关系为,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,横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力,当静电力与洛仑兹力达到平衡时,导体板上下两侧面之间就会形成稳定的电势差。设电流I是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,那么:
(1)达到稳定状态时,导体板上两侧面A、A′哪一面电势高?
(2)电子所受洛仑兹力的大小为多少?
(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U时,电子所受静电力大小为多少?
(4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件,证明霍尔系数为,其中n代表导体单位体积中电子的个数。
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.
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伦滋力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧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)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为K=,其中n代表导体板单位体积中电子的个数.
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