高考物理试题库 专题3.32 霍尔效应(原卷版)
江苏专版2020届高考物理第二轮复习_第12讲：磁场三难之霍尔效应同步习题(含答案)
第12讲磁场三难之霍尔效应题一：利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面间的电压为U。
已知自由电子的电荷量为e，则该导体单位体积内的自由电子数为________。
C为其四个侧面，如图所示，已知题二：一导体材料样品的体积为a×b×c，'A、C、A、'导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n，电阻率为ρ，电子的电荷量为e，沿x方向通有电流I。
（1）导体A'、A两个侧面之间的电压大小为________，导体中自由电子定向移动的速率是________；（2）将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，则导体样品侧面C的电势C的电势；________(填“高于”“低于”或“等于”)侧面'C两侧面间的电势差（3）在（2）中，达到稳定状态时，沿x方向电流仍为I，若测得C、'为U，则匀强磁场的磁感应强度为________。
题三：如图所示，a、b、c分别表示长方体导体板的长、宽、高，将导体板置于垂直导体板前后两个表面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当电流由左侧面向右侧面通过导体板时，将在导体板的上、下两表面之间产生霍尔电压U H，下列说法中正确的是（）A．导体板下表面电势高于其上表面电势B．若保持通过导体板的电流恒定不变，只将导体板的高度c减半，则U H将减半C．若保持导体板左、右两端所加电压恒定不变，只将导体板的宽度b减半，则U H将不变D．若保持导体板左、右两端所加电压恒定不变，只将导体板的长度a减半，则U H将变为原来的2倍题四：利用霍尔效应制作的元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧就会形成电势差U CD，下列说法中正确的是（）A ．电势差U CD 仅与材料有关B ．仅增大磁感应强度时，C 、D 两面间的电势差变大C ．若霍尔元件中定向移动的是自由电子，则电势差U CD ＞0D ．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平方向题五：如图，铜质导电板（单位体积的电荷数为n ）置于匀强磁场中，用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向。
(完整版)【高中物理辅导】高考题当中的霍尔效应
高考题中的霍尔效应什么是霍尔效应：置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直，则垂直于电流和磁场方向会产生一个附加的横向电场,这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用而引起的偏转，所以可以用高中物理中的电磁学、力学、运动学等有关知识来进行解释。
霍尔效应原理的应用常见的有：霍尔元件、磁流体发电机、电磁流量计、磁强计等。
考题一(全国高考题）：如图-1所示，厚度为h 、宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的均匀磁场中，当电流通过导体板时,在导体的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应，实验表明：当磁场不太强时，电势差U ，电流I 和B 的关系为：dIBK U =,式中的比例系数K 称为霍尔系数。
霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.设电流I 是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v ，电荷量为e ,回答下列问题：（1)达到稳定状态时，导体板上的侧面A 的电势 下侧面A ′的电势（填高于、低于或等于）。
（2)电子所受洛伦兹力的大小为 。
（3）当导体板上、下两侧面之间的地势差为U 时,电子所受的静电力的大小为 。
(4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为neK 1=（其中n 代表导体板单位体积中电子的个数).答案（1）低于（2）电子所受洛伦兹力的大小f =evB (3) 电子所受静电力的大小F =hUe（4)略 这是一道信息迁移题，此题出于命题者别具匠心的取材，全题所提供的材料可以说是完全参考于大学物理内容,对中学生来说，霍尔效应是一个陌生的规律，要求考生必须通过仔细读题，对霍尔效应的原理深入分析，透彻理解，熟练结合高中物理所学的知识才能正确求解.这充分体现了高考“依据中学教学大纲，但又不拘泥于大纲”的命题原则，不是中学教材上叙述什么,高考试题才考什么，特别是命题者在超出中学教材内容部分，均作了较为详细的阐述，因此学生绝不会因为没有自学过大学物理教材，因不懂得超出中学物理内容的知识而失分，所以对每位考生来说是公平的.考题二（北京东城区试题）：一种半导体材料称为“霍尔材料”,用它制成的元件称为“霍尔元件".这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电量大小为1元电荷，即q =1.6×10—19C 。
1214霍尔效应(原卷版)--2024高考一轮复习100考点100讲
b.图4中的两幅图哪个可以大致反映自行车正常行驶过程中车轮边缘一点相对地面的运动轨迹？请说明理由。
9.（2021北京顺义区二模）2016年诺贝尔物理学奖颁发给了三位美国科学家，以表彰他们将拓扑概念应用于物理研究所做的贡献。我们知道，按导电性能不同传统材料大致可分为导体和绝缘体两类，而拓扑绝缘体性质独特，它是一种边界上导电、体内绝缘的新型量子材料。例如，在通常条件下石墨烯正常导电，但在温度极低、外加强磁场的情况下，其电导率（即电阻率的倒数）突然不能连续改变，而是成倍变化，此即量子霍尔效应（关于霍尔效应，可见下文注释）。在这种情况下，电流只会流经石墨烯边缘，其内部绝缘，导电过程不会发热，石墨烯变身为拓扑绝缘体。但由于产生量子霍尔效应需要极低温度和强磁场的条件，所以其低能耗的优点很难被推广应用。
A．该仪表只能测量位移的大小，无法确定位移的方向
4.（2023浙江台州二模）笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。则元件的（）
A．前表面的电势比后表面的低
B．前、后表面间的电压U与v无关
C．前、后表面间的电压U与c成正比
D．自由电子受到的洛伦兹力大小为
3（浙江高考题）.压力波测量仪可将待测压力波转换成电压信号，其原理如图1所示，压力波p（t）进入弹性盒后，通过与铰链O相连的“ ”型轻杆L，驱动杆端头A处的微型霍尔片在磁场中沿x轴方向做微小振动，其位移x与压力p成正比（ ）。霍尔片的放大图如图2所示，它由长×宽×厚=a×b×d，单位体积内自由电子数为n的N型半导体制成，磁场方向垂直于x轴向上，磁感应强度大小为 。无压力波输入时，霍尔片静止在x=0处，此时给霍尔片通以沿 方向的电流I，则在侧面上D1、D2两点间产生霍尔电压U0.
江苏2019年高考物理第第12讲磁场三难之霍尔效应课后练习322
第12讲磁场三难之霍尔效应题一：利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面间的电压为U。
已知自由电子的电荷量为e，则该导体单位体积内的自由电子数为________。
题二：一导体材料样品的体积为a×b×c，'A、C、A、'C为其四个侧面，如图所示，已知导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n，电阻率为ρ，电子的电荷量为e，沿x方向通有电流I。
（1）导体A'、A两个侧面之间的电压大小为________，导体中自由电子定向移动的速率是________；（2）将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，则导体样品侧面C的电势________(填“高于”“低于”或“等于”)侧面'C的电势；（3）在（2）中，达到稳定状态时，沿x方向电流仍为I，若测得C、'C两侧面间的电势差为U，则匀强磁场的磁感应强度为________。
题三：如图所示，a、b、c分别表示长方体导体板的长、宽、高，将导体板置于垂直导体板前后两个表面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当电流由左，侧面向右侧面通过导体板时，将在导体板的上、下两表面之间产生霍尔电压UH 下列说法中正确的是（）A．导体板下表面电势高于其上表面电势将减半B．若保持通过导体板的电流恒定不变，只将导体板的高度c减半，则UHC．若保持导体板左、右两端所加电压恒定不变，只将导体板的宽度b减半，则将不变UHD．若保持导体板左、右两端所加电压恒定不变，只将导体板的长度a减半，则U将变为原来的2倍H题四：利用霍尔效应制作的元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面，下列说法中正确向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧就会形成电势差UCD的是（）仅与材料有关A．电势差UCDB．仅增大磁感应强度时，C、D两面间的电势差变大＞0C．若霍尔元件中定向移动的是自由电子，则电势差UCDD．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平方向题五：如图，铜质导电板（单位体积的电荷数为n）置于匀强磁场中，用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向。
2023高考物理专题 电磁感应(原卷版)
电磁感应（原卷版）1．如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，导轨间距最窄处为一狭缝，取狭缝所在处O 点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x 轴夹角均为θ，一电容为C 的电容器与导轨左端相连，导轨上的金属棒与x 轴垂直，在外力F 作用下从O 点开始以速度v 向右匀速运动，忽略所有电阻，下列说法正确的是（）A ．通过金属棒的电流为22tan BCv θB ．金属棒到达0x 时，电容器极板上的电荷量为0tan BCvx θC ．金属棒运动过程中，电容器的上极板带负电D ．金属棒运动过程中，外力F 做功的功率恒定2．迷你系绳卫星在地球赤道正上方的电离层中，沿圆形轨道绕地飞行。
系绳卫星由两子卫星组成，它们之间的导体绳沿地球半径方向，如图所示。
在电池和感应电动势的共同作用下，导体绳中形成指向地心的电流，等效总电阻为r 。
导体绳所受的安培力克服大小为f 的环境阻力，可使卫星保持在原轨道上。
已知卫星离地平均高度为H ，导体绳长为()L L H ，地球半径为R ，质量为M ，轨道处磁感应强度大小为B ，方向垂直于赤道平面。
忽略地球自转的影响。
据此可得，电池电动势为（）A ．GM fr BLR H BL ++B ．GM fr BL R H BL -+C ．GM BL R H fr BL ++D ．GM BL R H frBL -+3．如图，导体轨道OPQS 固定，其中PQS 是半圆弧，Q 为半圆弧的中点，O 为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM 是有一定电阻、可绕O 转动的金属杆，M 端位于PQS 上，OM 与轨道接触良好。
空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B 。
现使OM 从OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B ′（过程Ⅱ）。
在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则'B B等于（）A ．54B ．32C ．74D ．24．如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计．匀强磁场与导轨平面垂直．阻值为R 的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触．T=0时，将开关S 由1掷到2．q 、i 、v 和a 分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度．下列图像正确的是A ．B ．C ．D ．5．如图所示，竖直放置的 形光滑导轨宽为L ，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d ，磁感应强度为B ．质量为m 的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R ，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g ．金属杆（）A ．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B ．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C ．穿过两磁场产生的总热量为4mgdD ．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h 可能小于22442m gR B L 6．如图所示，电阻不计的光滑U 形金属导轨固定在绝缘斜面上。
2020届高考物理计算题复习《霍尔效应》(解析版)
《霍尔效应》一、计算题1.将一金属或半导体薄片垂直置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场方向会产生一个电势差，这一现象称为霍尔效应，此电势差称为霍尔电势差．（1）某长方体薄片霍尔元件，其中导电的是自由电子，薄片处在与其上表面垂直的匀强磁场中，在薄片的两个侧面a、b间通以如图所示的电流时，另外两侧面c、d间产生霍尔电势差U H，请判断图中c、d哪端的电势高（2）可以将（1）中的材料制成厚度为h、宽度为L的微小探头，测量磁感应强度，将探头放入磁感应强度为B0的匀强磁场中，a、b间通以大小为I的电流，测出霍尔电势差U H，再将探头放入待测磁场中，保持I不变，测出霍尔电势差U H′，利用上述条件，求：此霍尔元件单位体积内自由电子的个数n（已知电子电荷量为e）；待测磁场的磁感应强度B x和B0之间的关系式（3）对于特定的半导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值．在具体应用中，有U H=K H IB，式中的K H称为霍尔元件灵敏度，一般要求K H越大越好，试通过计算说明为什么霍尔元件一般都做得很薄．2.（1）如图1所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在匀强磁场中，磁场方向垂直于板的两个侧面向里，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。
霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的电场力，当电场力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。
做匀速直线运动的速度为多少？③由于电流和电压很容易测量，因此霍尔效应经常被用于检测磁感应强度的大小。
若已知该导体内部单位体积内自由电子数为，电子电量为e，测得通过电流为I时，导体板上下侧面的电压为U，求此时磁感应强度B的大小。
（2）磁流体发电的原理与霍尔效应非常类似。
2020年高中物理竞赛(电磁学)稳恒磁场和电磁场的相对性(含真题)霍尔效应(共13张PPT)
pm
M
B0
M
pm
B0
分子磁矩产生的磁场方向和外磁场方向一致，
顺磁质磁化结果，使介质内部磁场增强。
B B0
B
B0
2、抗磁质及其磁化 分子的固有磁矩为零 pm 0
在外磁场中，抗磁质分子会产生附加磁矩
电子绕核的轨道运动 电子本身自旋
外磁场场作用下产生 附加磁矩
pm
pm
总与外磁场 方向反向
电子的附加磁矩总是削弱外磁场的作用。
B B0
抗磁性是一切磁介质共同具有的特性。
9-6 磁介质
一、 磁介质的分类
磁介质——能与磁场产生相互作用的物质
磁化——磁介质在磁场作用下所发生的变化
磁导率——描述不同磁介质磁化后对愿外磁场的影响
B Bo B 附加磁场
r
B B0
r 0r
根据 B 的大小和方向可将磁介质分为四大类
（1）顺磁质 B B0 （3）铁磁质 B B0
（2）抗磁质 B B0 （4）超导体 B 0
*四、磁流体发电 在导电流体中同样会产生霍耳效应
导电气体q B Nhomakorabeaq 发电通道
电极
磁流体发电原理图
使高温等离子体（导电流体）以1000ms-1的高速 进入发电通道（发电通道上下两面有磁极），由于洛 仑兹力作用，结果在发电通道两侧的电极上产生电势 差。不断提供高温高速的等离子体，便能在电极上连 续输出电能。
b
霍耳效应原理
带电粒子在磁场中运动受到洛仑兹力
q>0
f洛
qv
B
fe qEH
f洛 fe EH vB F合 0
A
+++++
霍尔效应高三物理总结及练习第二轮专题复习北京海淀
专题四 霍尔效应2．如图所示，一根截面为矩形的金属导体（自由电子导电），放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导体的前后两面。
M 、N 为导体上、下两个表面上正对的两个点。
当导体中通以如图所示的电流I 时，关于M 、N 两点的电势，下列说法正确的是（ ）A ．M 点的电势等于N 点的电势B ．M 点的电势高于N 点的电势C ．M 点的电势低于N 点的电势D ．无法确定M 、N 两点电势的高低1．如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A 和下表面A ′之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。
若匀强磁场的磁感应强度为B ，金属板宽度为h 、厚度为d ，通有电流I ，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U 。
则下列说法中正确的是（ ）A ．在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向下B ．达到稳定状态时，金属板上表面A 的电势高于下表面A ′的电势C ．只将金属板的厚度d 减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U /2D ．只将电流I 减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U /23．霍尔式位移传感器的测量原理如图9所示，有一个沿z 轴方向的磁场，磁感应强度B=B 0+kz （B 0、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9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 轴方向的上、下表面的电势差U 也不同。
则（ ）A ．磁感应强度B 越大，上、下表面的电势差U 越大B ．k 越大，传感器灵敏度（ΔU/ΔZ ）越高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4．如图所示，金属板abcd 分别接有四根引线，上、下两根接一电源，左、右两根接毫伏表。
垂直金属块表面加一匀强磁场，接通电键后发现毫伏表有示数。
这表明金属板左、右两边有电势差，哪端高？已知磁感应强度为B ，金属板宽度为d ，毫伏表示数为U ，求铜板中电子的定向移动速度。
高考物理试题库 专题3.32 霍尔效应(解析版)
（选修3-1）第三部分磁场专题3.32 霍尔效应一．选择题1.(多选)(2018·华南师大附中三模)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，当元件中通入图示方向的电流I时，C、D两侧面会形成一定的电势差U.下列说法中正确的是()A．若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带负电B．若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带正电C．在地球南、北极上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置时U最大D．在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时，U最大【参考答案】AD【名师解析】若元件的载流子带负电，由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏，则C 侧面的电势高于D侧面的电势，故A正确；若元件的载流子带正电，由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力方向向D侧面偏，则D侧面的电势高于C侧面的电势，故B错误；在测地球南、北极上方的地磁场强弱时，因磁场方向竖直，则元件的工作面保持水平时U最大，故C错误；地球赤道上方的地磁场方向水平，在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，当与地球经线垂直时U最大，故D正确．2．如图所示是某霍尔元件的内部结构图，其载流子为电子，a接直流电源的正极，b接直流电源的负极，cd 间输出霍尔电压，下列说法正确的是（）A. 若工作面水平，置于竖直向下的磁场中，c端的电势高于d端B. cd间霍尔电压与ab间电流大小有关C. 将该元件移至另一位置，若霍尔电压相同，则两处的磁场强弱相同D. 在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直【参考答案】ABD【名师解析】若工作面水平，置于竖直向下的磁场中，由于电流从a流向b，电子从b流向a，由左手定则可知，电子偏向d极，则c端的电势高于d端，选项A正确；cd间霍尔电压满足，而，可知，即cd间霍尔电压与ab间电流大小有关，选项B正确；由以上分析可知，将该元件移至另一位置，若霍尔电压相同，则两处的磁场强弱不一定相同，选项C错误；地球赤道处的磁场与地面平行，则在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直，选项D正确；故选ABD.点睛：解决本题关键是理解左手定则与安培定则的应用，注意电子的移动方向与电流方向相反，简单了解霍尔元件的基本原理。
高考物理新电磁学知识点之磁场真题汇编含答案
高考物理新电磁学知识点之磁场真题汇编含答案一、选择题1．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。
电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小,则合上开关S的瞬间（）A．两个金属环都向左运动B．两个金属环都向右运动C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向D．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力2．如图所示，两相邻且范围足够大的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度方向平行、大小分别为B和2B。
一带正电粒子（不计重力）以速度v从磁场分界线MN上某处射入磁场区域Ⅰ，其速度方向与磁场方向垂直且与分界线MN成60 角，经过t1时间后粒子进入到磁场区域Ⅱ，又经过t2时间后回到区域Ⅰ，设粒子在区域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分别为ω1、ω2，则()A．ω1∶ω2＝1∶1B．ω1∶ω2＝2∶1C．t1∶t2＝1∶1D．t1∶t2＝2∶13．在探索微观世界中，同位素的发现与证明无疑具有里程碑式的意义。
质谱仪的发现对证明同位素的存在功不可没，1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。
若速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，不计粒子重力，则下列说法中正确的是（）A．该束粒子带负电B．速度选择器的P1极板带负电C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D ．在B 2磁场中运动半径越大的粒子，比荷q m 越小 4．如图所示，ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形，比荷为e m 的电子以速度v 0从A 点沿AB 边射出（电子重力不计），欲使电子能经过AC 边，磁感应强度B 的取值为A ．B ＜03mv ae B ．B ＜02mv aeC ．B ＞03mv aeD ．B ＞02mv ae5．如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M 点水平射入场区，经一段时间运动到M 点的右下方N 点，关于小球由M 到N 的运动，下列说法正确的是（ ）A ．小球可能做匀变速运动B ．小球一定做变加速运动C ．小球动量可能不变D ．小球机械能守恒6．如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U 1的电场加速后，射人水平放置，电势差为U 2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子入磁场和射出磁场的M 、N 两点间的距离d 随着U 1和U 2的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）（ ）A ．d 随U 1变化，d 与U 2无关B ．d 与U 1无关，d 随U 2变化C ．d 随U 1变化，d 随U 2变化D ．d 与U 1无关，d 与U 2无关7．某小组重做奥斯特实验，在一根南北方向放置的直导线的正下方放置一小磁针，如图所示，给导线通入恒定电流，小磁针再次静止时偏转了30°，已知该处地磁场水平分量55.010B T -=⨯，通电直导线在该处产生的磁感应强度大小为（ ）A ．52.910T -⨯B ．57.110T -⨯C ．58.710T -⨯D ．41.010T -⨯ 8．一回旋加速器当外加磁场一定时，可把质子加速到v ，它能把氚核加速到的速度为 （ ）A ．vB ．2vC ．3vD ．23v 9．关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（ ） A ．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B ．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C ．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D ．既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直10．如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A ．线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →dD ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力11．电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示，其中正确的是（ ） A ． B ． C ． D ． 12．如图所示，有abcd 四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等．有m a ＝m b ＜m c ＝m d ，以不等的速度v a ＜v b ＝v c ＜v d 进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B 2磁场，由此可判定( )A ．射向P 1的是a 离子B ．射向P 2的是b 离子C ．射到A 1的是c 离子D ．射到A 2的是d 离子13．无线充电技术已经被应用于多个领域，其充电线圈内磁场与轴线平行，如图甲所示；磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。
历年(2021-2023)全国高考物理真题分项(磁场)汇编(附答案)
历年（2021-2023）全国高考物理真题分项（磁场）汇编磁现象和安培力．左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里C．2BIl），直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴所在区域存在方向垂直指向OO′的磁场，与OO′距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。
导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ。
下列说法正确的是（）A．当导线静止在图（a）右侧位置时，导线中电流方向由N指向MB．电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C．tanθ与电流I成正比D．sinθ与电流I成正比4．（2022·浙江·统考高考真题）利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。
先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的安培力F分别与I和L的关系图象，则正确的是（ ）A．B．C．D．p的软导线两端固定，固定点的距离为2L，导线通有电流5．（2021·江苏·高考真题）在光滑桌面上将长为LI，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力为（ ）A ．BILB ．2BILC ．BIL pD ．2BILp 6．（2021·广东·高考真题）截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流1I ，四根平行直导线均通入电流2I ，12I I ?，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（ ）A ．B ．C ．D ．7．（2021·全国·高考真题）两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO 与'O Q 在一条直线上，'PO 与OF 在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I ，电流方向如图所示。
2023届高考理科综合物理终极猜题卷(全国卷版)
2023届高考理科综合物理终极猜题卷（全国卷版）一、单选题 (共7题)第(1)题如图所示，将霍尔式位移传感器置于一个沿轴正方向的磁场中，磁感应强度随位置变化关系为（且均为常数），霍尔元件的厚度很小。
当霍尔元件通以沿轴正方向的恒定电流，上、下表面会产生电势差，则下列说法正确的是（ ）A．若霍尔元件是自由电子导电，则上表面电势低于下表面B．当物体沿轴正方向移动时，电势差将变小C ．仅减小霍尔元件上下表面间的距离，传感器灵敏度将变弱D ．仅减小恒定电流，传感器灵敏度将变弱第(2)题如图1所示，一台风力发电机的叶片长度为L，当风吹过叶片时，由于空气动力的效应带动叶轮转动，叶轮通过主轴连结齿轮箱带动发电机发电。
图2是该风力机的扫掠面积示意图（风叶旋转扫过的面积在垂直于风向的投影面积，是风力发电机截留风能的面积）。
已知空气的密度为ρ，当地风速为v，风的动能转化为电能的效率为η，则该风力发电机的功率为（ ）A．B．C．D．第(3)题在现代杂技类节目中，以高空绸吊为代表的高空杂技正在逐渐受到观众的追捧。
某杂技演员的手抓着长长的绸带，在空中做着精彩的表演。
杂技演员的运动可以等效为圆锥摆，如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球，给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆。
设细绳与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）A．小球受重力、绳的拉力和向心力共三个力的作用B．细绳的拉力是小球做圆周运动的向心力C．越大，小球运动的周期越小D．越大；小球运动的线速度越小第(4)题如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法中正确的是（ ）A．从图示时刻开始质点a的加速度将增大B．从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为0.2mC．若该波传播过程中遇到宽约4m的障碍物，不会发生明显的衍射现象D．若此波遇到另一列波能发生稳定的干涉现象，则另一列波频率为50Hz第(5)题如图所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成θ角，直线与匀强电场E互相垂直。
高考物理信息必刷卷03(全国卷旧教材专用)名师版
一、单选题1. 有一种磁悬浮地球仪，如图甲所示。
其原理如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮在空中。
下列说法正确的是（ ）A ．线圈的两端应该接交流电源B ．线圈的a 端点须连接直流电源的正极C ．线圈的a 端点须连接直流电源的负极D ．地球仪根据异名磁极互相排斥的原理工作2. 一理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，原线圈与小灯泡D 串联后，接入一电压有效值恒定的正弦交流电源；副线圈电路中连接可变电阻R 和电流表，电流表内阻不计，如图所示。
若改变R的阻值，使电流表的示数变为原来的两倍。
则（ ）A ．小灯泡D 的亮度变暗B ．副线圈的电压变小C ．R 的阻值大于原来的一半D ．变压器的输入功率变为原来的两倍3. 2023年2月23日长征三号乙运载火箭将中星26号卫星顺利送入预定轨道，中星26号是我国自主研发的一颗地球静止轨道高通量宽带通信卫星，覆盖我国国土及周边地区，将为固定终端、车载终端、船载终端、机载终端等提供高速宽带接入服务。
已知月球绕地球运行的周期为27天，地球的第二宇宙速度为11.2 km/s 。
则关于中星26号，下列说法正确的是（ ）A ．可以让其定点在北京上空B ．若其质量为200 kg ，则火箭将其送入预定轨道过程中对其做的功至少为1.25×1010 JC ．其在轨运行时线速度大小约为月球的3倍D ．其在轨运行时向心加速度大小约为月球的9倍4. 图甲为研究光电效应的电路图，当用频率为的光照射金属阴极时，通过调节光电管两端电压，测量对应的光电流强度，绘制了如图乙所示的图象。
已知电子所带电荷量为，图象中遏止电压、饱和光电流及射光的频率、普朗克常量均为已知量。
下列说法正确的是（ ）A．光电子的最大初动能为B．阴极金属的逸出功为C ．若增大原入射光的强度，则和均会变化D．阴极金属的截止频率为5. 下列叙述中符合物理学史实的是（ ）A ．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应B ．法拉第提出了著名的分子电流假说C ．麦克斯韦证实了电磁波的存在D ．法拉第测出电磁波与光的传播速度相同高考物理信息必刷卷03（全国卷旧教材专用）名师版二、多选题三、实验题6. 如图甲所示，两段轻质绝缘细线将两个质量均为m 的带电小球悬挂在O 点，OA 长为L 。
高二物理竞赛霍尔效应和热力学习题(课件)
对任何热力学系统
Q = DE A
理想气体准静态过程 要求：
M
V2
Q =
CV DT pdV
V1
应用于理想气体等体、等压、等温过程，绝热过程， 和各种循环过程。
主要关系： •理想气体状态方程：
pV = M RT ; p = nkT
13
•摩尔热容：CV
=
i 2
R;
Cp
=
CV
R
=
i
2 2
R
泊松比： = C p = i 2
h e2
= 25812.80
RK 的测量准确到10 10
1990年定义 1 = RK
25812.80
8
The Nobel Prize in Physics 1998
Robert B. Laughlin
Horst L. Störmer
1/3 of the prize
1/3 of the prize
USA
b
d
vd+
+ ++
+q
+
- - - - - I
UH
Fe
qEH = qvd B I = qnvd S= qnvdbd
EH = vd B U H = vd Bb
UH
=
IB nqd
霍耳 系数
RH
=1 nq
5
霍耳效应的应用
（1）判断B半导 体的类型
Fm
+
I
+ + +
- -vd -+
UH
I
-
P 型半导体
+ +--F+m-vBd-
高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷测试题(Word版 含解析)
高中物理必修3物理 全册全单元精选试卷测试题（Word 版 含解析）一、必修第3册 静电场及其应用解答题易错题培优（难）1．如图所示，两块竖直放置的平行金属板A 、B ，两板相距d ，两板间电压为U ，一质量为m 的带电小球从两板间的M 点开始以竖直向上的初速度v 0运动，当它到达电场中的N 点时速度变为水平方向，大小变为2v 0 求（1）M 、N 两点间的电势差（2）电场力对带电小球所做的功（不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响，设重力加速度为g ）【答案】20MN Uv U dg=；【解析】 【详解】竖直方向上小球受到重力作用而作匀减速直线运动，则竖直位移大小为h =202v g小球在水平方向上受到电场力作用而作匀加速直线运动，则 水平位移x =022v t ⋅ h =2v t ⋅ 联立得，x =2h =20v g故M 、N 间的电势差为U MN =-Ex =-20v U d g =-20Uv gd从M 运动到N 的过程，由动能定理得 W 电+W G =12m 20(2)v -2012mv 所以联立解得W 电=202mv答：M 、N 间电势差为-20Uv gd，电场力做功202mv ．2．如图所示，在光滑绝缘水平面上，质量为m 的均匀绝缘棒AB 长为L 、带有正电，电量为Q 且均匀分布．在水平面上O 点右侧有匀强电场，场强大小为E ，其方向为水平向左，BO 距离为x 0，若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动．求：（1）棒的B 端进入电场L /8时的加速度大小和方向； （2）棒在运动过程中的最大动能．（3）棒的最大电势能．（设O 点处电势为零） 【答案】（1）/8qE m ,向右（2）0()48qE Lx + （3）0(2)6qE x L + 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据牛顿第二定律，得48QE L QE ma L -⋅＝解得 8QE a m＝，方向向右． （2）设当棒进入电场x 时，其动能达到最大，则此时棒受力平衡，有 4QE QE x L⋅＝ 解得14x L = 由动能定理得：()00044()()42442448K o QE QELQEQE L QE L E W x x x x x ＝＝＝＝+⨯∑+-+-+⨯（3）棒减速到零时，棒可能全部进入电场，也可能不能全部进入电场，设恰能全部进入电场， 则有：()0042QE QEx L L +-＝， 得 x 0=L ；()42QE QELL L ε+＝＝当x 0＜L ，棒不能全部进入电场，设进入电场x根据动能定理得()00 0042xQEQE L x x x ++--＝ 解之得：208L L Lx x ++＝则2008 (4F L L Lx QE W x ε+++＝＝当x 0＞L ，棒能全部进入电场，设进入电场x ()()0042QE QEx x L QE x L +---＝ 得：023x Lx +＝ 则()()000242 4436QE x L x L QE QE x x ε+++⋅＝＝＝3．如图所示，固定于同一条竖直线上的A 、B 是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q 和－Q ，A 、B 相距为2d 。
高考物理第二轮复习磁场三难之霍尔效应课后练习
第12讲磁场三难之霍尔效应题一：利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面间的电压为U。
已知自由电子的电荷量为e，则该导体单位体积内的自由电子数为________。
C为其四个侧面，如图所示，已知导体样品中载题二：一导体材料样品的体积为a×b×c，'A、C、A、'流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n，电阻率为ρ，电子的电荷量为e，沿x方向通有电流I。
（1）导体A'、A两个侧面之间的电压大小为________，导体中自由电子定向移动的速率是________；（2）将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴正方向，则导体样品侧面C的电势________(填“高C的电势；于”“低于”或“等于”)侧面'C两侧面间的电势差为U，则匀强（3）在（2）中，达到稳定状态时，沿x方向电流仍为I，若测得C、'磁场的磁感应强度为________。
题三：如图所示，a、b、c分别表示长方体导体板的长、宽、高，将导体板置于垂直导体板前后两个表面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当电流由左侧面向右侧面通过导体板时，将在导体板的上、下两表面之间产生霍尔电压U H，下列说法中正确的是（）A．导体板下表面电势高于其上表面电势B．若保持通过导体板的电流恒定不变，只将导体板的高度c减半，则U H将减半C．若保持导体板左、右两端所加电压恒定不变，只将导体板的宽度b减半，则U H将不变D．若保持导体板左、右两端所加电压恒定不变，只将导体板的长度a减半，则U H将变为原来的2倍题四：利用霍尔效应制作的元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧就会形成电势差U CD，下列说法中正确的是（）A．电势差U CD仅与材料有关B．仅增大磁感应强度时，C、D两面间的电势差变大C．若霍尔元件中定向移动的是自由电子，则电势差U CD＞0D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平方向题五：如图，铜质导电板（单位体积的电荷数为n ）置于匀强磁场中，用电源、开关、电流表、电压表可以测出磁感应强度的大小和方向。
人教版高中物理选修32每节高考题标准版
第四章电磁感觉划时代的发现和研究感觉电流产生的条件1.（2014·全国Ⅰ卷·单项选择）在法拉第时代, 以下考证“由磁产生电”假想的实验中, 能察看到感觉电流的是( )A. 将绕在磁铁上的线圈与电流表构成一闭合回路，而后察看电流表的变化B. 在一通电线圈旁搁置一连有电流表的线圈，而后察看电流表的变化C. 将一房间内的线圈两头与相邻房间的电流表相连。
往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去察看电流表的变化D. 绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬时，察看电流表的变化2.（北京卷·单项选择）物理课上, 老师做了一个巧妙的“跳环实验”。
如图, 她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连结起来后, 将一金属套环置于线圈L 上, 且使铁芯穿过套环,闭合开关S的瞬时 , 套环马上跳起。
某同学另找来器械再研究此实验。
他连结好电路, 经重复实验, 线圈上的套环均未动, 对照老师演示的实验, 以下四个选项中, 致使套环未动的原由可能是（）A. 线圈接在了直流电源上B. 电源电压过高C. 直流电源的正负极接反了D. 所用套环的资料与老师的不一样3.（海南卷·多项选择）自然界的电、热和磁等现象都是互相联系的，好多物理学家为找寻它们之间的联系做出了贡献. 以下说法正确的选项是（）A. 法拉第发现了电流的磁效应，揭露了电现象和磁现象之间的联系B. 欧姆发现了欧姆定律，说了然电现象和热现象之间存在联系C. 奥斯特发现了电磁感觉现象，揭露了磁现象和电现象之间的联系D. 焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的变换关系4. （2016 海南卷·多项选择）如图, 一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内, 环的圆心与两导线距离相等, 环的直径小于两导线间距。
两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。
若( )A. 金属环向上运动，则环上的感觉电流方向为顺时针方向B. 金属环向下运动，则环上的感觉电流方向为顺时针方向C. 金属环向左边直导线凑近，则环上的感觉电流方向为逆时针D. 金属环向右边直导线凑近，则环上的感觉电流方向为逆时针5.（江苏卷·多项选择）如下图, 固定的水平长直导线中通有电流I , 矩形线框与导线在同一竖直平面内 , 且一边与导线平行。
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（选修3-1）第三部分磁场专题3.32 霍尔效应一．选择题1.(多选)(2018·华南师大附中三模)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，当元件中通入图示方向的电流I时，C、D两侧面会形成一定的电势差U.下列说法中正确的是()A．若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带负电B．若C侧面电势高于D侧面，则元件中形成电流的载流子带正电C．在地球南、北极上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置时U最大D．在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时，U最大2．如图所示是某霍尔元件的内部结构图，其载流子为电子，a接直流电源的正极，b接直流电源的负极，cd 间输出霍尔电压，下列说法正确的是（）A. 若工作面水平，置于竖直向下的磁场中，c端的电势高于d端B. cd间霍尔电压与ab间电流大小有关C. 将该元件移至另一位置，若霍尔电压相同，则两处的磁场强弱相同D. 在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直3．(多选)如图为一个电磁泵从血库里向外抽血的结构示意图，长方体导管的左、右表面绝缘，上、下表面为导体，管长为a、内壁高为b、宽为L且内壁光滑．将导管放在垂直左、右表面向右的匀强磁场中，由于充满导管的血浆中带有正、负离子，将上、下表面和电源接通，电路中会形成大小为I的电流，导管的前后两侧便会产生压强差p，从而将血浆抽出，其中v为血浆流动方向．若血浆的电阻率为ρ，电源的电动势为E，内阻为r，匀强磁场的磁感应强度为B，则下列判断正确的是()A. 此装置中血浆的等效电阻B. 此装置中血浆受到安培力大小F＝BILC. 增大磁感应强度可以加快血浆的外抽速度D. 前后两侧的压强差4．如图所示，宽度为d、厚度为h的金属导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应.实验表明：当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为,式中的比例系数k称为霍尔系数，设载流子的电荷量大小为q,金属导体单位体积内的自由电荷数目为n,(电流I=nqsv,其中s=dh,v表示自由电子定向移动的速率)下列说法正确的是( )A. 导体上表面的电势大于下表面的电势B. 霍尔系数为K=C. 载流子所受静电力的大小eU/dD. 载流子所受洛伦兹力的大小eBv5.（2018浙江十校联盟）如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为L1，宽与高均为L2的长方体。
泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源（内阻不计），理想电流表示数为I。
若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为ρ，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g，则A．泵体下表面应接电源正极B．电磁泵对液体产生的推力大小为BIL1，C．电源提供的电功率为21U LρD．质量为m的液体离开泵体时的动能UIt-mgh- I22Lρt6．磁流体发电是一项新兴技术。
如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场，图中虚线框部分相当于发电机，把两个极板与用电器相连，则（ ）A. 用电器中的电流方向从B 到AB. 用电器中的电流方向从A 到BC. 若只增大带电粒子电量，发电机的电动势增大D. 若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大7．(高考江苏卷)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为 I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小 B 与 I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压 U H 满足：U H ＝k I H B d，式中k 为霍尔系数，D 为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，则( )A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏C ．I H 与I 成正比D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比8．当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应，这个电势差也被叫做霍尔电压科学技术中常常利用霍尔效应测定磁场的磁感应强度如图所示为一金属导体，规格已在图中标出，若已知通过导体的电流为I ，电压表示数为U ，电子的电荷量为e ，则被测匀强磁场磁场方向垂直于前后表面的磁感应强度大小为已知电流的微观表达式为，其中n 为导单位体积内的自由电荷数，s 为导体的截面积，v 为电荷定向移动的速率，q 为电荷的带电量A.B.C.D.二．计算题1.（2017洛阳一模）示波器的主要结构可简化为：电子枪中的加速电场、两水平放置的平行金属板中的偏转电场和竖直放置的荧光屏组成，如图所示。
若已知加速电场的电压为U 1。
两平行金属板的板长、板间距离均为d ，荧光屏距两平行金属板右侧的距离也为d 。
电子枪发射质量为m 、电荷量为-e 的电子，从两平行金属板的中央穿过，打在荧光屏的中点O 。
不计电子在进入加速电场时的速度及电子重力。
若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为U 2，电子会打在荧光屏上某点，该点距O 点距离为d 。
求U 1和U 2的比值12U U 。
2．压力波测量仪可将待测压力波转换成电压信号，其原理如图1所示，压力波p （t ）进入弹性盒后，通过与铰链O 相连的“”型轻杆L ，驱动杆端头A 处的微型霍尔片在磁场中沿x 轴方向做微小振动，其位移x 与压力p 成正比（）。
霍尔片的放大图如图2所示，它由长×宽×厚=a×b×d ，单位体积内自由电子数为n 的N 型半导体制成，磁场方向垂直于x 轴向上，磁感应强度大小为。
无压力波输入时，霍尔片静止在x=0处，此时给霍尔片通以沿方向的电流I ，则在侧面上D 1、D 2两点间产生霍尔电压U 0.（1）指出D 1、D 2两点那点电势高； （2）推导出U 0与I 、B 0之间的关系式（提示：电流I 与自由电子定向移动速率v 之间关系为I=nevbd ，其中e 为电子电荷量）；（3）弹性盒中输入压力波p （t ），霍尔片中通以相同的电流，测得霍尔电压U H 随时间t 变化图像如图3，忽略霍尔片在磁场中运动场所的电动势和阻尼，求压力波的振幅和频率。
（结果用U 0、U 1、t 0、α、及β）3．1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差．(1)如图甲所示，某长方体导体abcd －a ′b ′c ′d ′的高度为h 、宽度为l ，其中的载流子为自由电子，自由电子电荷量为e ，导体处在与abb ′a ′面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B 0.在导体中通有垂直于bcc ′b ′面的恒定电流，若测得通过导体的恒定电流为I ，横向霍尔电势差为UH ，此导体中单位体积内自由电子的个数为________．(2)对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n 和载流子所带电荷量q 均为定值，人们将H ＝定义为该导体材料的霍尔系数．利用霍尔系数H 已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面(相当于图甲中的abb ′a ′面)的面积可以在0.1 cm 2以下，因此可以用来较精确地测量空间某一位置的磁感应强度．如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直．这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I ，又可以监测探头所产生的霍尔电势差U H ，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内．①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对控杆的放置方位要求为：______________.②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H 、I 、U H 外，还需要知道物理量__________________．推导出用上述物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式：_____________.4.（2018北京延庆一模）电磁学理论彻底改变了人类对宇宙的认识和人类的生活。
我们生活中常见的力除了引力就是电磁力，通常所说的弹力、摩擦力本质上都是电磁力。
按照毕奥萨伐尔定律，一小段通电导线产生的磁场，如图甲，在与之垂直的方向上距离r 处的P 点，磁感强度为24Il B r=π0μ，式中I 为导线中的电流强度，l 为该小段导线的长度，μ0称作真空磁导率，是一个常量。
（1）一个电量为q 1的带正电粒子，以平行于导线方向的速度v 1通过p 点时求粒子受到的洛伦兹力大小 （2）简要说明在分析q 1受力时为什么不考虑导线中的电荷对粒子的库仑力（3）运动电荷产生的磁场，与一小段导线类似，也可以用毕奥萨伐尔定律进行分析。
若把导线换成电量为q 2带正电的粒子，速度为v 2方向与v 1相同，如图乙，则它们之间既有电场力又有磁场力。
a.指出两电荷间洛伦兹力方向相斥还是相吸b.在研究阴极射线（电子束）时，人们发现阴极射线总是发散的，请根据计算说明其中原因。
已知真空磁导率μ0=4π×10-7Tm/A ，静电力常量k=9×109Nm 2/C 2。
5.现在很多家庭或者单位刚装修结束，都要进行空气检测和治理．某环保设备装置可用于气体中有害离子的检测和分离．离子检测的简化原理如图甲所示．Ⅰ区为电场加速区，Ⅱ区为无场区，Ⅲ区为电场检测区．已知Ⅰ区中AB 与CD 两极的电势差为U ，距离为L ，Ⅱ区中CE 与DF 两板的间距为d ，板长为4L ，Ⅲ区中EF 与GH 间距足够大，其内部匀强电场的电场强度为U 2L，方向水平向左．假设大量相同的正离子在AB 极均匀分布，由初速度为零开始加速，不考虑离子间的相互作用和重力影响，则：(1)AB 与CD 哪一极电势高？若正离子的比荷为k ，求该离子到达CD 极时的速度大小；(2)该装置可以测出离子从AB 极出发，经过Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区，最后返回EF 端的总时间为t ，由此可以确定离子的比荷为k ，试写出k 与t 的函数关系式；(3)若将Ⅲ区的匀强电场换成如图乙所示的匀强磁场，则电场检测区变成了磁场分离区，为收集分离出的离子，需在EF 边上放置收集板EP ，收集板下端留有狭缝PF ，离子只能通过狭缝进入磁场进行分离．假设在AB 极上有两种正离子，质量分别为m 、M ，且1<M m≤4，电荷量均为Q ，现要将两种离子在收集板上完全分离，同时为收集更多离子，狭缝尽可能大，试讨论狭缝PF 宽度的最大值与m 、M 、d 的关系式．(磁感应强度大小可调，不考虑出Ⅲ区后再次返回的离子)•p → r 图甲 ↑←→ r 图乙← ↑← 2v 1v 1q2q。