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        1. 精英家教網(wǎng)如圖甲所示,將導(dǎo)體置于磁場中,沿垂直磁場方向通入電流,在導(dǎo)體中垂直于電流和磁場的方向上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電勢差UH,這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng).導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)目為n,自由電荷所帶電荷量為q,把k=
          1nq
          定義為霍爾系數(shù),利用k已知的霍爾元件制成探頭,其工作面(相當(dāng)于圖甲中垂直磁場的abb′a′面)可以做到很小,可用來較精確的測量空間某一位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度.
          如圖乙所示為一種利用霍爾效應(yīng)測磁感應(yīng)強(qiáng)度的一起,其中的探頭固定在探桿的前端,且使探頭的工作面與探桿垂直.
          (1)在利用上述儀器測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的過程中,對探桿在磁場中的放置方位有何要求
           

          (2)該儀器既可以控制通過探頭的電流I的大小,又可以測出所產(chǎn)生的電勢差UH,并自動(dòng)計(jì)算出探頭所測位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小.要計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度,除了k、I、UH外,還需要知道哪個(gè)物理量
           
          .(請?zhí)顚懴旅孢x項(xiàng)錢的字母)
          A.探頭沿磁場方向的厚度l
          B.探頭產(chǎn)生電勢差兩面間的距離h
          C.探頭沿電流方向的長度L
          用上述物理量表示所測磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=
           
          分析:使探桿與磁場方向平行;探頭的正對橫截面與磁場方向垂直,此時(shí)形成的霍爾電勢差最大.根據(jù)電流的微觀表達(dá)式,抓住電子所受電場力和洛倫茲力平衡,結(jié)合霍爾系數(shù)求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式,通過表達(dá)式得出需要測量的物理量.
          解答:解:(1)應(yīng)調(diào)整探桿的放置方位(或調(diào)整探頭的方位),使霍爾電勢差達(dá)到最大(或使探桿與磁場方向平行;探頭的正對橫截面與磁場方向垂直;ab b′a′面與磁場方 向垂直)
          (2)設(shè)探頭中的載流子所帶電荷量為q,根據(jù)上述分析可知,探頭處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中,當(dāng)通有恒定電流I,產(chǎn)生最大穩(wěn)定霍爾電壓UH時(shí),有:
          qvB=q
          UH
          h

          又因 I=nqhlv和K=
          1
          nq

          聯(lián)立可解得:
          B=
          UHl
          k I

          所以,還需要知道探頭沿磁場方向的寬度l.
          故答案為:(1)使探桿與磁場方向平行;(或 調(diào)整探桿的放置方位使霍爾電勢差達(dá)到最大;使探頭的工作面與磁場方向垂直;使abb′a′面與磁場方向垂直;)
          (2)A,
          UHl
          kI
          點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵掌握電流的微觀表達(dá)式,以及知道穩(wěn)定時(shí)電子所受的電場力和洛倫茲力平衡.
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          A.

          0-1 s

          B.

          1-2 s

          C.

          2-3 s

          D.

          3-4 s

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          A.0-1s        B.1-2s        C.2-3s         D.3-4s

           

           

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          1. A.
            0-1s
          2. B.
            1-2s
          3. C.
            2-3s
          4. D.
            3-4s

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          A.0-1sB.1-2sC.2-3sD.3-4s

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