Question

利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域．如圖是霍爾元件的工作原理示意圖（本題中霍爾元件材料為金屬導(dǎo)體），磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會形成電勢差U_CD，下列說法中正確的是（　　）

• A、電勢差U_CD僅與材料有關(guān)
• B、電勢差u_CD＞0
• C、僅增大磁感應(yīng)強度時，C、D兩側(cè)面電勢差絕對值變大
• D、在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)保持水平

Answer 1

分析：在金屬導(dǎo)體的霍爾元件中，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C、D兩側(cè)面會形成電勢差U_CD的正負．CD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_CD與什么因素有關(guān)．

解答：解：A、根據(jù)左手定則，電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn)，C表面帶負電，D表面帶正電，所以D表面的電勢高，則U_CD＜0．
CD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

U

b

=qvB
I=nqvS=nqvbc
則：U=

BI

nqc

．
故A錯誤，B錯誤，C正確．
D、在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，應(yīng)將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過．故D錯誤．
故選：C．

點評：解決本題的關(guān)鍵知道金屬材料中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．