Question

9．如圖所示，厚度為h，寬度為d的導體版放在垂直會前后側面，磁感應強度為B的勻強磁場，當電流通過導體板時，在導體的上下表面A與A′之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應，實驗表明，當磁場不太強時，電勢差U，電流I，電磁場B存在關系U=K$\frac{IB}tv8sscd$，式子中比例系數(shù)K稱為活兒系數(shù)，設電流I時電子的定向移動形成的，電子電荷量為e，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 達到穩(wěn)定狀態(tài)時，導體上側面A的電勢高于下側面A′的電勢
• B． 在電子向導體板一側聚集的過程中，電子所受的洛倫茲力對電子做正功
• C． 當導體板上下兩側形成穩(wěn)定的電勢差U時，電子所受的電場力大小為$\frac{Uq}6utxhhk$
• D． 由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，可以證明霍爾系數(shù)k=$\frac{1}{ne}$，其中n代表導體板單位體積中電子的個數(shù)

Answer 1

分析 導體中電子受到磁場的洛倫茲力而發(fā)生偏轉，A或A′聚焦了電子，產(chǎn)生電場，兩側面間就有電勢差．由左手定則可判斷出電子的偏轉方向，從而判斷A和A′兩側的電荷聚集情況，聚集正電荷的一側電勢高．
電子所受的洛倫茲力的大小為F=eBv．
電子所受靜電力的大小為F=eE，E由E=$\frac{U}{h}$求出．
根據(jù)題中所給的霍爾電勢差和霍爾系數(shù)的關系，結合電場力與洛倫茲力的平衡，可求出霍爾系數(shù)的表達式．

解答 解：A、導體的電子定向移動形成電流，電子的運動方向與電流方向相反，電流方向向右，則電子向左運動．由左手定則判斷，電子會偏向A端面，A′板上出現(xiàn)等量的正電荷，電場線向上，所以側面A的電勢低于下側面A′的電勢，故A錯誤．
B、在電子向導體板一側聚集的過程中，電子所受的洛倫茲的分力對電子做正功，故B錯誤．
C、電子所受靜電力的大小為F_靜=eE=e$\frac{U}{h}$，故C錯誤；
D、電子所受的洛倫茲力的大小為F_洛=eBv，當電場力與洛倫茲力平衡時，
則有e$\frac{U}{h}$=evB  得  U=hvB
導體中通過的電流為 I=nev•d•h
由U=k$\frac{IB}h7a2t2f$得，hvB=k$\frac{IB}tagipw2$=k$\frac{nevdhB}yee7bg2$
聯(lián)立得 k=$\frac{1}{ne}$
故選：D．

點評 所謂霍爾效應，是指磁場作用于載流金屬導體、半導體中的載流子時，產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象．霍爾效應在新課標教材中作為課題研究材料，解答此題所需的知識都是考生應該掌握的．對于開放性物理試題，要有較強的閱讀能力和獲取信息能力．