Question

【題目】將一塊長(zhǎng)方體形狀的半導(dǎo)體材料樣品的表面垂直磁場(chǎng)方向置于磁場(chǎng)中，當(dāng)此半導(dǎo)體材料中通有與磁場(chǎng)方向垂直的電流時(shí)，在半導(dǎo)體材料與電流和磁場(chǎng)方向垂直的兩個(gè)側(cè)面會(huì)出現(xiàn)一定的電壓，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，產(chǎn)生的電壓稱為霍爾電壓，相應(yīng)的將具有這樣性質(zhì)的半導(dǎo)體材料樣品就稱為霍爾元件。如圖所示，利用電磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)，毫安表檢測(cè)輸入霍爾元件的電流，毫伏表檢測(cè)霍爾元件輸出的霍爾電壓。已知圖中的霍爾元件是P型半導(dǎo)體，與金屬導(dǎo)體不同，它內(nèi)部形成電流的“載流子”是空穴（空穴可視為能自由移動(dòng)帶正電的粒子）。圖中的1、2、3、4是霍爾元件上的四個(gè)接線端。當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合后，電流表A和電表B、C都有明顯示數(shù)，下列說法中正確的是

A．電表B為毫伏表，電表C為毫安表

B．接線端2的電勢(shì)高于接線端4的電勢(shì)

C．若調(diào)整電路，使通過電磁鐵和霍爾元件的電流與原電流方向相反，但大小不變，則毫伏表的示數(shù)將保持不變

D．若適當(dāng)減小R1、增大R2，則毫伏表示數(shù)一定增大

Answer 1

【答案】BC

【解析】由圖可知，電表B串聯(lián)在電源E2的電路中，故它是電流表，即毫安表，而電表C是并聯(lián)在2、4兩端的，它是測(cè)量霍爾電壓的，故它是電壓表即毫伏表，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于霍爾元件的載流子是帶正電的粒子，由磁場(chǎng)方向向下，電流方向由1到3，由左手定則可知，正電的粒子受到的洛倫茲力的方向指向極板以2，即接線端2的電勢(shì)高于接線端4的電勢(shì)，選項(xiàng)B正確；穩(wěn)定時(shí)，粒子受到的洛倫茲力與電場(chǎng)力相平衡，即Bqv=Eq=，解得U=Bvd，當(dāng)電流方向相反，但大小不變時(shí)，粒子的偏轉(zhuǎn)方向與原來相反，但仍存在如上的平衡關(guān)系式，由于電流的大小不變，由電流的微觀表達(dá)式I=neSv可知，其粒子的定向移動(dòng)速度也不變，故霍爾電壓的大小不變，即毫伏表的示數(shù)將保持不變，選項(xiàng)C正確；若減小R1，則會(huì)讓B增大，若增大R2，會(huì)讓電流I減小，粒子的定向移動(dòng)速率v也變小，則不能確定霍爾電壓的變化情況，故毫伏表的示數(shù)不一定增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。