Question

【題目】利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度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兩側面會形成電壓U。下列說法中正確的有

A.電壓U僅與材料有關

B.電壓U與電流I有關

C.若元件的載流子是自由電子，則C側面電勢低于D側面電勢

D.若元件的載流子是正粒子，則C側面電勢低于D側面電勢

Answer 1

【答案】BC

【解析】

AB.根據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，設霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，則有：

又：

則有：

n由材料決定，故UCD與材料有關；UCD還與厚度c成反比，與寬b無關，同時還與磁場B與電流I有關，故A錯誤，B正確。

C.若霍爾元件的載流子是自由電子，根據左手定則，電子向C側面偏轉，C表面帶負電，D表面帶正電，所以C表面的電勢于低D側面電勢，故C正確。

D.若霍爾元件的載流子是正粒子，根據左手定則，正粒子向C側面偏轉，C表面帶正電，D表面帶負電，所以C表面的電勢高于D側面電勢，故D錯誤。