Question

【題目】據(jù)中新社北京某日報道:中國科學家首次在實驗中發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應,引起國際物理學界巨大反響,是具有諾貝爾獎級的成績。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,上、下工作面間的距離為d,通入圖示方向的電流I時,C、D兩側面間會形成電勢差UCD,下列說法中正確的是

A. 僅增大磁感應強度時,電勢差UCD不變

B. 若霍爾元件的自由電荷是自由電子,則CD點的電勢ΦC>ΦD

C. 僅減小上、下工作面間的距離d時,電勢差UCD變大

D. 僅增大通入的電流時,電勢差UCD變大

Answer 1

【答案】CD

【解析】

若在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，從而知道兩側面所帶電荷的電性，即可知道C、D兩側面電勢的關系。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)平衡推導出電勢差UCD與什么因素有關。

若霍爾元件的自由電荷是自由電子，根據(jù)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D表面的電勢高，則ΦC<ΦD，選項B錯誤．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、d，有q=qvB，I=nqvS=nqvbd，則．則僅增大磁感應強度時，電勢差UCD增加；僅減小上、下工作面間的距離d時，電勢差UCD變大；僅增大通入的電流I時，電勢差UCD變大；故A錯誤，CD正確；故選CD。