新課標(biāo)粵教版3-2選修三34用傳感器制作自控裝置1(更新版)
【正文】 例 3 U＝ kIBd 側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的正電荷 ， 從而形成橫向電場(chǎng) ． 橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力 ． 當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí) ，導(dǎo)體板上下兩側(cè)面之間會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差 ． 設(shè)電流 I是由電子的定向流動(dòng)形成的 ， 電子的平均定向速度為 v， 電荷量為 ： (1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí) ， 導(dǎo)體板上側(cè)面 A的電勢(shì)________下側(cè)面 A′ 的電勢(shì) (填 “ 高于 ”“ 低于 ”或 “ 等于 ” )． ( 2 ) 電子所受的洛倫茲力的大小為 _ _ _ _ _ _ _ _ ． ( 3 ) 當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢(shì)差為 U 時(shí)，電子所受靜電力的大小為 _ _ _ _ _ _ _ _ ． ( 4 ) 由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù)應(yīng)是 k ＝1ne，其中 n 代表導(dǎo)體板單位體積中自由電子的個(gè)數(shù)． 【自主解答】 ( 1 ) 電子向左移動(dòng)，由左手定則知，電子受洛倫茲力向上，故上側(cè)面 A 聚集負(fù)電子，下側(cè)面 A ′ 聚集正電荷，故上側(cè)面電勢(shì)低于下側(cè)面． ( 2 ) 洛倫茲力 F ＝ e v B . ( 3 ) 電子受靜電力 eE ＝ eUh. ( 4 ) 電子受縱向靜電力和洛倫茲力的作用，兩力平衡，有 eE ＝ eUh＝ e v B ，得 U ＝ h v B . 通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度 I ＝ ne v dh 由 U ＝ kIBd有， h v B ＝ kne v B d hd得 k ＝1ne. 【 答案 】 見(jiàn)自主解答 【 方法總結(jié) 】 本題是討論霍爾效應(yīng)的題目 ，霍爾元件可以制成多種傳感器 ， 由于霍爾元件很小 ， 它可以用來(lái)制作探測(cè)磁場(chǎng)的探頭 ， 還可以應(yīng)用在其他與磁場(chǎng)有關(guān)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中 ，因而霍爾元件也叫磁敏元件 ． 變式訓(xùn)練 (單選 )如圖 3－ 4－ 9所示 ， 截面為矩形的金屬導(dǎo)體 ， 放在磁場(chǎng)中 ， 當(dāng)導(dǎo)體中通有圖示電流時(shí) ， 導(dǎo)體上下表面的電勢(shì)有什么關(guān)系 ( ) A． UMUN B． UM＝ UN C． UMUN D． 無(wú)法判斷 圖 3－ 4－ 9 解析： 選 粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用做定向移動(dòng)形成的 ， 根據(jù)左手定則 ， 電子受到向下的洛倫茲力作用 ， 向 N板運(yùn)動(dòng) ， 則 M板剩下正電荷 ，所以 UMUN. 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 按 ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 。
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