(2014•海淀区二模)霍尔式位移传感器的测量原理是:如图所示,有一个沿z轴方向的磁场,磁感应强度B=B0+kx(B0、

(2014•海淀区二模)霍尔式位移传感器的测量原理是:如图所示,有一个沿z轴方向的磁场,磁感应强度B=B0+kx(B0、k均为常数),将传感器固定在物体上,保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图中箭头所示).当物体沿z轴方向移动时,由于位置不同,霍尔元件在y轴方向上的上、下表面的电势差U也不同.则下列说法中正确的是(  )
A.磁感应强度B越大,上、下表面的电势差U越大
B.霍尔元件运动的速度越大,上、下表面的电势差越大
C.若图中霍尔元件是电子导电,则下板电势高
D.电流I取值越大,上、下表面的电势差U越小
风中舞云里游 1年前 已收到1个回答 举报

草色琉璃 幼苗

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解题思路:霍尔元件中移动的是自由电子,自由电子受到洛伦兹力发生偏转,从而可知道上下表面电势的高低.上下两表面分别带上正负电荷,从而形成电势差,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡.

C、电流向右、磁场向外,根据左手定则,安培力向下;电流是电子的定向移动形成的,故洛伦兹力也向下;故下极板聚集负电荷,上极板带正电荷,故下极板电势较低;故C错误;
A、B、D、设上下表面高度差为h,厚度为d,电子最终达到平衡,有:
evB=e[U/h]
则:U=vBh
电流的微观表达式:
I=nevS=nevhd
则:v=[I/nehd],代入得:
U=[I/nehd]Bh=[BI/ned]∝[BI/d]
磁感应强度B越大,上、下表面的电势差U越大,故A正确;
上、下表面的电势差与速度无关,故B错误;
D、电流I取值越大,上、下表面的电势差U越大;故D错误;
故选:A.

点评:
本题考点: 霍尔效应及其应用.

考点点评: 解决本题的关键知道霍尔元件中移动的是自由电子,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,上下表面形成稳定的电势差.

1年前

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