1 . 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体内的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被叫做霍尔电压。同时在导体内形成霍尔电场，利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示，在匀强磁场（磁场方向垂直于前后表面），有一载流导体，已知上表面宽为，侧面高为（已在图中标出），若通过导体的电流为，电压表示数为，电子的电荷量为，导体单位体积内的自由电子数为，下列说法中正确的是（       ）

A．导体内形成的霍尔电场

B．若图中的电流是电子的定向运动产生的，则下表面比上表面地势低

C．洛伦兹力对电子做正功

D．磁感应强度大小为

2 . 一部华为Mate系列手机大约有1600多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，M、N之间的距离为a，薄片的厚度为b，在E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，加磁场后M、N间的霍尔电压为。已知半导体薄片中的载流子为正电荷，每个毂流子电荷量为q，单位体积内载流子个数为n，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．N板电势低于M板电势

B．MN间电势差

C．每个载流子受到的洛伦兹力大小为

D．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，变大

3 . 下列关于四种仪器的说法正确的是（　　）

A．甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压有关

B．乙中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时，击中光屏同一位置的粒子比荷不相同

C．丙中载流子为负电荷的霍尔元件有如图所示的电流和磁场时，N侧电势低

D．丁中长、宽、高分别为a、b、c的电磁流量计在如图所示的匀强磁场中，若流量Q恒定，前后两个金属侧面的电压与a、b无关

4 . 霍尔效应是美国物理学家霍尔（E·H·Hall）于1879年发现的。其原理如图所示，一块长为a、宽为b、高为c的长方体金属元件，单位体积内自由电子数为n，导体的电阻率为ρ，电子的电量大小为e，在导体的左右两端加上恒定电压U和方向垂直于上表面向下的匀强磁场，磁感应强度为B，在导体前后表面之间产生稳定的电势差，称为霍尔电压；霍尔电压与通过电流之比称为霍尔电阻。下列说法正确的是（　　）

A．导体前表面的电势低于后表面的电势

B．导体中电流的大小为

C．霍尔电压的大小为

D．电流方向垂直前后表面时的霍尔电阻与垂直左右表面时的相同

5 . 小明设计了一个能够测量磁感应强度大小的传感器，如图所示。a、b、c是矩形金属薄片的长、宽及厚度，M、Q、N、P是焊接在金属薄片四个侧面的电极，已知薄片单位体积内自由电子数为n，电子的电荷量为e。现将传感器置于某磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，使磁感线垂直于金属薄片的表面，则（　　）

A．若电流从M进N出，则电子所受洛伦兹力方向指向P端

B．若电流从M进N出且大小为I，则

C．若电流从Q进P出，则M点电势比N点高

D．若电流从Q进P出且大小恒定，则减小c可以提高霍尔电压

6 . 一部华为系列手机大约有1600多个元器件组成，其中半导体器件占到了很大一部分。霍尔元件就是利用霍尔效应制成的半导体磁电转换器件，如图是很小的矩形半导体薄片，之间的距离为d，薄片的厚度为，在间通入恒定电流，同时外加与薄片垂直的磁场B，间的电压为。已知半导体薄片中的载流子为负电荷，每个载流子电荷量为，单位体积内载流子个数为，电流与磁场的方向如图所示。下列说法正确的是（       ）

   

A．板电势低于板电势

B．间电势差

C．载流子受到的洛伦兹力大小为

D．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，不变

7 . 华为平板电脑配置的皮套在合上时能够使平板自动息屏，其实是“霍尔传感器”在发挥作用．如图所示，某霍尔元件导电物质为电子，霍尔元件的上下两个表面均垂直于磁场方向放置其中的1、2、3、4为霍尔元件的四个接线端．当开关和都闭合后，以下判断中正确的是（       ）
   

A．当将变大并稳定后，PQ两点之间电势差的绝对值变小了

B．仅将电源反向接入电路，P、Q电势差不变

C．P点的电势低于Q点的电势

D．当将变大并稳定后，PQ两点之间电势差的绝对值变大了

8 . 霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压U_H，这个现象称为霍尔效应，U_H为霍尔电压，且满足U_H=k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
①若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量U_H时，应将电压表的“+”接线柱与___________（选填“M”或“N”）端通过导线相连。
②已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的U_H值，记录数据如表所示。

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

根据表中数据在给定坐标纸上画出U_H-I图线___________，利用图线求出该材料的霍尔系数为___________×10^-3V·m·A^-1·T^-1（保留2位有效数字）。
   
   
③该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丁所示的测量电路。S₁、S₂均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流自Q端流入，P端流出，应将S₁掷向___________（选填“a”或“b”），S₂掷向___________（选填“c”或“d”）。

9 . 某学习小组利用砷化镓霍尔元件（载流子为电子）测量磁感应强度B，实验原理如图甲所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流，通过1、3测脚时，2、4测脚间将产生霍尔电压。
   
（1）2、4测脚中电势低的是________（选填“2”或“4”）测脚；
（2）利用螺旋测微器测量元件厚度d（如图乙），其读数为________mm；
（3）某次实验中，调节工作电压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
	41.5	83.1	124.8	166.4	208.1

   
坐标纸上已标出前3组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出后2组数据对应的坐标点并画出关系图像；(      )
（4）若测得（3）中关系图像的斜率为k，设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，电子电荷量为e，则磁感应强度________（用k，n，d，e表示）。

10 . 如图所示，磁敏元件在越来越多的电子产品中被使用，磁性皮套结合霍尔元件可以对手机屏幕起到控制作用，打开皮套时磁体远离霍尔元件，手机屏幕变亮；合上皮套时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭。一块宽度为d、长度为l、厚度为h的矩形半导体霍尔元件，通入方向向右大小为I的电流，手机套合上时，元件处于垂直于上表面向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，已知元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。下列说法正确的是（       ）
   

A．元件前表面的电势高于后表面的电势

B．仅增大霍尔元件的厚度h，则元件的前、后表面间电势差U会减小

C．自由电子所受电场力的大小为

D．元件单位体积内的自由电子个数为