高考物理第二轮复习磁场三难之霍尔效应讲义册子

第12讲 磁场三难之霍尔效应

题一：如图所示，一块铜板左右两面接入电路中，有电流I 自左向右流过铜板。当一磁感应强度为B 的匀强磁场垂直前表面穿入，垂直后表面穿出时，铜板上、下两面之间出现电势差，确定：

（1

）上、下两面中电势高的是

表面。

（2）若铜板前、后两面间距为d ，铜板单位体积内的自由电子数为n ，电子的电荷量为e ，则上、下表面间的电势差U= 。

题二：霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，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z

U ∆∆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

题三：半导体内导电的粒子——“载流子”有两种：自由电子和空穴（空穴可视为能自由移动的带正电的粒子），以自由电子导电为主的半导体叫N 型半导体，以空穴导电为主的半导体叫P 型半导体。

下图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图。图中一块长为a 、宽为b 、厚为c 的半导体样品板放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B 。当有大小为I 、沿x 轴正方向的恒定电流通过样品板时，会在与z 轴垂直的两个侧面之间产生霍尔电势差U H ，霍尔电势差大小满足关系c

IB k U H =，其中k 为材料的霍尔系数。若每个载流子所带电荷量的绝对值为e ，下列说法中正确的是（ ）

A ．如果上表面电势高，则该半导体为P 型半导体

B ．如果上表面电势高，则该半导体为N 型半导体

C ．霍尔系数较大的材料，其内部单位体积内的载流子数目较多

D ．样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为

H IB ceU

题四：电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲所示。开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙所示。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速的关系如图丙所示。以下关于“霍尔转把”的叙述正确的是（）

A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极

B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快

C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压

D．霍尔器件的上下面之间所加电压的正负极性对调将影响车速控制

题五：磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图甲是在平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。

如图乙所示，通道尺寸a＝2.0 m、b＝0.15 m、c＝0.10 m。工作时，在通道内沿z轴正方向加B＝8.0 T 的匀强磁场；沿x轴负方向加匀强电场，使两金属板间的电压U＝99.6 V；海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率ρ＝0.20 Ω·m。

（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；

（2）船以5.0 m/s的速度匀速前进，若以船为参照物，海水以5.0 m/s的速率涌入进水口，由于通道的截面积小于进水口的截面积，在通道内海水的速率增加到v d＝8.0 m/s。求此时两金属板间的感应电动势U感；

U＝U－U感计算，海水所受电磁力的80％可以转化为对船的推（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压按'

力。当船以5.0 m/s的速度匀速前进时，求海水推力的功率。

2019-2020学年高考物理模拟试卷

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．大气压强为51.010Pa ⨯。某容器的容积为10L ，装有压强为61.010Pa ⨯的气体，如果保持气体温度不

变，把容器的开口打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为（ ）

A ．1∶9

B ．1∶10

C ．1∶11

D ．1∶20

2．（题文）（题文）如图，两同心圆环A 、B 置于同一水平面上，其中B 为均匀带负电绝缘环，A 为导体环当B 绕环心转动时，导体环A 产生顺时针电流且具有扩展趋势，则B 的转动情况是（ ）

A ．顺时针加速转动

B ．顺时针减速转动

C ．逆时针加速转动

D ．逆时针减速转动

3．估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm 。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s 。据此估算该压强约为（ ）（设

雨滴撞击唾莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×

103kg/m 3） A ．0.15Pa B ．0.54Pa C ．1.5Pa D ．5.1Pa

4．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是

A ．改用强度更大的紫外线照射

B ．延长原紫外线的照射时间

C ．改用X 射线照射

D ．改用红外线照射

5．如图，平行板电容器两个极板与水平地面成2α角，在平行板间存在着匀强电场，直线CD 是两板间一条垂直于板的直线，竖直线EF 与CD 交于O 点，一个带电小球沿着∠FOD 的角平分线从A 点经O 点向B 点做直线运动，重力加速度为g 。则在此过程中，下列说法正确的是（ ）

A ．小球带正电

B ．小球可能做匀加速直线运动