Question

7．霍爾元件是一種應(yīng)用霍爾效應(yīng)的磁傳感器，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，如在翻蓋手機中，常用霍爾元件來控制翻蓋時開啟或關(guān)閉運行程序．如圖是一霍爾元件的示意圖，通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的勻強磁場B，圖中a、b是垂直于z軸方向上元件的前后兩側(cè)面，霍爾元件寬為d（a、b間距離），ab間將出現(xiàn)電壓U_ab，則（　�。�

• A． a、b間電壓U_ab僅與磁感應(yīng)強度B有關(guān)
• B． 若霍爾元件的載流子是自由電子，則ab兩端電壓U_ab＜0
• C． 若霍爾元件的載流子是正電荷，則ab兩端電壓U_ab＜0
• D． 通過控制磁感應(yīng)強度B可以改變ab兩端電壓U_ab

Answer 1

分析 在霍爾元件中，移動的是自由電子，根據(jù)左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向，從而知道兩側(cè)面所帶電荷的電性，即可知道M、N兩側(cè)面會形成電勢差U_MN的正負(fù)．MN間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡推導(dǎo)出電勢差U_MN與什么因素有關(guān)．

解答 解：A、根據(jù)左手定則，電子向N側(cè)面偏轉(zhuǎn)，N表面帶負(fù)電，M表面帶正電，所以M表面的電勢高，則U_MN＞0．
MN間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，
設(shè)霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有q$\frac{U}$=qvB，I=nqvS=nqvbc，
則U_ab=$\frac{BI}{nqc}$．故A錯誤，D正確．
B、若霍爾元件的載流子是自由電子，根據(jù)左手定則，電子向a側(cè)面偏轉(zhuǎn)，a表面帶負(fù)電，b表面帶正電，所以b表面的電勢高，則U_ab＜0．故B正確；
C、若霍爾元件的載流子是正電荷，根據(jù)左手定則，正電荷向a側(cè)面偏轉(zhuǎn)，a表面帶正電，b表面帶負(fù)電，所以a表面的電勢高，則U_ab＞0．故C錯誤；
故選：BD．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子，以及自由電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡．