如圖所示，一厚為d、寬為b、長為L的載流導(dǎo)體薄板放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，電流強(qiáng)度為I，薄板中單位體積內(nèi)自由電荷的數(shù)目為n，自由電荷的電量為-e，如果磁場與薄板前后表面垂直，則板的上下兩表面AA'間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，這一現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)，AA′間的電勢(shì)差叫霍爾電勢(shì)差U_H（或霍爾電壓），
（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，AA'兩表面，哪一面電勢(shì)高？
（2）試說明霍爾電勢(shì)差U_H與題述中的哪些物理量有關(guān)，并推證出關(guān)系式．

如圖所示，磁流體發(fā)電機(jī)的極板相距d，極板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場B．外電路中可變負(fù)載電阻R用導(dǎo)線與極板相連．電離氣體以速率V，沿極板射入，極板間電離氣體等效內(nèi)阻r，試求此發(fā)電機(jī)的輸出功率為多大？

如圖為電磁流量計(jì)的示意圖．半徑為R的非磁性材料制成的圓形導(dǎo)管內(nèi)，有導(dǎo)電液體在流動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)電液體流動(dòng)方向而穿過一段圓形管道．若測(cè)得管壁上a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，則管中導(dǎo)電液體的流速為v=，流量Q=．

磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如圖所示，平行金屬板A、B之間相距為d，板間的磁場按勻強(qiáng)磁場處理，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場，金屬板A、B是邊長為a的正方形，等離子體的電阻率為ρ，外接電阻R．求：
（1）發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)；
（2）電阻R上的電流；
（3）要使等離子體能進(jìn)入磁場所需的外力．

在一個(gè)很小的巨型半導(dǎo)體薄片上，制作四個(gè)電極E、F、M、N，它就成了一個(gè)霍爾元件（如圖），在E、F通入恒定的電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場B，元件在沿磁場方向的厚度為d，在M、N間出現(xiàn)了電壓U_H，稱為霍爾電壓．
（1）電流和磁場方向如圖所示，載流子是電子，端電勢(shì)較高；（填M或N）
（2）當(dāng)電流恒定和所用材料一定時(shí)，霍爾電壓U_H與成正比，與成反比．

霍爾元件可以用來檢測(cè)磁場及其變化．圖甲為使用霍爾元件測(cè)量通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的裝置示意圖．由于磁芯的作用，霍爾元件所處區(qū)域磁場可看做勻強(qiáng)磁場．測(cè)量原理如乙圖所示，直導(dǎo)線通有垂直紙面向里的電流，霍爾元件前、后、左、右表面有四個(gè)接線柱，通過四個(gè)接線柱可以把霍爾元件接入電路．所用器材已在圖中給出，部分電路已經(jīng)連接好．為測(cè)量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
 
（1）制造霍爾元件的半導(dǎo)體參與導(dǎo)電的自由電荷帶負(fù)電，電流從乙圖中霍爾元件左側(cè)流入，右側(cè)流出，霍爾元件（填“前表面”或“后表面”）電勢(shì)高；
（2）在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）已知霍爾元件單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為e，霍爾元件的厚度為h，為測(cè)量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，還必須測(cè)量的物理量有（寫出具體的物理量名稱及其符號(hào)），計(jì)算式B=．

如圖所示為實(shí)驗(yàn)用磁流體發(fā)電機(jī)原理圖，兩極間距d=20cm，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．若接入額定功率P=100W的燈泡，恰好正常發(fā)光，且燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻R=100Ω，不計(jì)發(fā)電機(jī)內(nèi)阻．求：
（1）打在下極板上的離子的帶電性質(zhì)；
（2）等離子體的流速大小；
（3）若等離子體均為帶電量為e（e為原電荷）的離子，每秒鐘打在極板上的離子數(shù)．

如圖甲所示，將導(dǎo)體置于磁場中，沿垂直磁場方向通入電流，在導(dǎo)體中垂直于電流和磁場的方向上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差U_H，這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)．導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)目為n，自由電荷所帶電荷量為q，把k=

1

nq

定義為霍爾系數(shù)，利用k已知的霍爾元件制成探頭，其工作面（相當(dāng)于圖甲中垂直磁場的abb′a′面）可以做到很小，可用來較精確的測(cè)量空間某一位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度．
如圖乙所示為一種利用霍爾效應(yīng)測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的一起，其中的探頭固定在探桿的前端，且使探頭的工作面與探桿垂直．
（1）在利用上述儀器測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的過程中，對(duì)探桿在磁場中的放置方位有何要求．
（2）該儀器既可以控制通過探頭的電流I的大小，又可以測(cè)出所產(chǎn)生的電勢(shì)差U_H，并自動(dòng)計(jì)算出探頭所測(cè)位置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小．要計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度，除了k、I、U_H外，還需要知道哪個(gè)物理量．（請(qǐng)?zhí)顚懴旅孢x項(xiàng)錢的字母）
A．探頭沿磁場方向的厚度l
B．探頭產(chǎn)生電勢(shì)差兩面間的距離h
C．探頭沿電流方向的長度L
用上述物理量表示所測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=．

如圖所示是電磁流量計(jì)的示意圖，圓管由非磁性材料制成，空間有勻強(qiáng)磁場，當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時(shí)，測(cè)出管壁上MN兩點(diǎn)的電勢(shì)差大小U，就可以知道管中的液體流量Q單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體體積，已知管的直徑為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則 關(guān)于Q的表達(dá)式正確的是．

霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一，在現(xiàn)代汽車上廣泛應(yīng)用霍爾器件：ABS系統(tǒng) 中的速度傳感器、汽車速度表等．如圖1，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現(xiàn)電壓U_H，這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，U_H稱為霍爾電壓，且滿足U_H=k

IB

d

，式中k為霍爾系數(shù)，由半導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定，d為薄片的厚度．利用霍爾效應(yīng)可以測(cè)出磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．

（1）為了便于改變電流方向作研究，設(shè)計(jì)如圖2的測(cè)量電路，S₁、S₂均為單刀雙擲開關(guān)，虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片（未畫出）．為使電流從P端流入，Q端流出，應(yīng)將S₁擲向（填“a”或“b”），S₂擲向（填“c”或“d”）．
（2）已知某半導(dǎo)體薄片厚度d=0.40mm，霍爾系數(shù)為1.5×10^-3V?m?A^-1?T^-1，保持待測(cè)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，改變電流I的大小，測(cè)量相應(yīng)的U_H值，記錄數(shù)據(jù)如表．

I（×10-3A）	3.0	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0
UH（×10-3V）	1.1	1.9	3.4	4.5	6.2	6.8

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定區(qū)域內(nèi)圖3中畫出U_H-I圖線，利用圖線求出待測(cè)磁場B為T．
（3）利用上述方法，可以粗略測(cè)出磁場的分布．為了更精細(xì)測(cè)出磁場的分布，可采取的措施有
（A）選用厚度較薄的半導(dǎo)體薄片
（B）選用厚度較厚的半導(dǎo)體薄
（C）選用霍爾系數(shù)k大的半導(dǎo)體薄片
（D）增大電流強(qiáng)度I．