Question

12．如圖所示，導(dǎo)電物質(zhì)為正電荷的霍爾元件位于兩串聯(lián)線圈之間，線圈中電流為I，線圈間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側(cè)面，此時(shí)通過霍爾元件的電流為I_H，與其前后表面相連的電壓表測(cè)出的霍爾電壓U_H滿足：U_H=k$\frac{{I}_{H}B}imfqeqd$，式中k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件兩側(cè)面間的距離．電阻R遠(yuǎn)大于R_L，霍爾元件的電阻可以忽略，則下列說法不正確的是（　�。�

• A． 霍爾元件前表面的電勢(shì)低于后表面
• B． 若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，電壓表將不反偏
• C． I_H與I成正比
• D． 電壓表的示數(shù)的平方與R_L消耗的電功率成正比

Answer 1

分析 A、根據(jù)通電導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)，帶電粒子在電場(chǎng)力作用下加速，而磁場(chǎng)力的作用下偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知，偏轉(zhuǎn)方向，得出電勢(shì)高低；
B、由電源的正負(fù)極變化，導(dǎo)致電子運(yùn)動(dòng)方向也變化，由左手定則可知，電子的偏轉(zhuǎn)方向，從而即可求解；
C、根據(jù)并聯(lián)電壓相等，可知，電流與電阻成反比，即可求解；
D、根據(jù)I_H與I的關(guān)系，結(jié)合U=k$\frac{{I}_{H}B}sl0o3em$，及P=IU，即可求解．

解答 解：A、根據(jù)電流周圍存在磁場(chǎng)，結(jié)合安培定則可知，磁場(chǎng)的方向，而電子移動(dòng)方向與電流的方向相反，再由左手定則可得，電子偏向內(nèi)側(cè)，導(dǎo)致前表面的電勢(shì)高于后表面，故A正確；
B、當(dāng)電源正負(fù)對(duì)調(diào)后，磁場(chǎng)雖反向，而電子運(yùn)動(dòng)方向也反向，由左手定則可知，洛倫茲力的方向不變，則電壓表將不會(huì)反偏，故B正確；
C、如圖所示，R和霍爾元件串聯(lián)再與R_L并聯(lián)，I是干路電流，I_H是霍爾元件支路的電流，電壓表測(cè)量的是U_H而不是外電路（就是串聯(lián)R再并聯(lián)R_L）中霍爾元件的電壓，根據(jù)串并聯(lián)特點(diǎn)，則有：IR_L=I_H（R+R_L），即為I=$\frac{R+{R}_{L}}{{R}_{L}}$IH；因此I_H與I成正比，故C正確；
D、根據(jù)R_L消耗的電功率P_L=（$\frac{R}{{R}_{L}}$I_H）²R_L=$\frac{{R}^{2}}{{R}_{L}}$${I}_{H}^{2}$，顯然P_L與${I}_{H}^{2}$ 成正比，又因?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，即B與I_H成正比，電壓表的示數(shù)U_H=$\frac{k{I}_{H}B}93iipl5$，則U_H與${I}_{H}^{2}$ 成正比，所以U_H與R_L消耗的電功率P_L成正比，故D錯(cuò)誤．
本題選擇錯(cuò)誤的，故選：D．

點(diǎn)評(píng) 考查電流形成的條件，理解左手定則與安培定則的應(yīng)用，注意串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，掌握理論推理的方法：緊扣提供信息，結(jié)合已有的規(guī)律．