1.2 磁场对运动电荷的作用力 练习（含解析）2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.2 磁场对运动电荷的作用力 练习 一、单选题 1．霍尔元件被广泛使用在新能源行业中。图中左侧线圈连接待测电压U时，霍尔元件将输出一个电压值UH。霍尔元件由载流子为正电荷的材料制成，元件中通入的称电流I0从a流向b，放大示意图见下部分。则（　　） A．图中霍尔元件处有方向向上的磁场 B．图中霍尔元件前表面c为低电势面 C．增大待测电压U，霍尔电压UH将减小 D．霍尔电压UH的大小与霍尔电流I0无关 2．如图所示，光滑绝缘直杆倾角为，杆上套一带负电的小球，匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度，不计空气阻力，小球从开始运动到返回出发点的过程中（　　） A．机械能减小 B．最大上滑位移为 C．上滑时间小于下滑时间 D．下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大 3．如图甲，某笔记本显示屏、机身分别装有磁体和长、宽、高为a、c、d的霍尔元件。显示屏完全合上时，霍尔元件处于垂直于其上表面向下的匀强磁场中，如图乙。若该元件利用自由电子导电，当通以图示方向的恒定电流时，其前、后表面会产生电压U（霍尔电压），从而控制屏幕自动熄灭。则（　　） A．前表面的电势比后表面的低 B．前、后表面间的电场强度大小为 C．开屏过程中，霍尔电压U变大 D．开、合屏过程中，霍尔电压U与c无关 4．霍尔元件是一种重要的磁传感器。如图所示为某长方体的半导体材料，其电流I沿x轴正方向，匀强磁场B沿z轴正方向。半导体材料内有电荷量均为e的自由电子和空穴（可看作自由移动的带正电离子），已知单位体积内自由电子和空穴的数目之比为n∶p。当半导体材料通有恒定电流后，能很快建立沿y轴正方向的稳定电场，即霍尔电场，则建立稳定电场后（　　） A．电子和空穴都做匀速直线运动 B．空穴受到的霍尔电场力大于洛伦兹力 C．电子和空穴沿y轴方向上的平均速率之比为p∶n D．单位时间内打到下极板电子和空穴数目之比为n∶p 5．如图所示，在两块磁感应强度相同、同极相对放置，霍尔元件处于磁体缝隙中间位置，移动霍尔元件，可以实现微小位移的测量。则（　　） A．元件中通z方向的电流，可测y方向的位移 B．元件中通z方向的电流，可测x方向的位移 C．元件中通y方向的电流，可测z方向的位移 D．元件中通x方向的电流，可测z方向的位移 6．如图所示，将厚度为h和宽度为d的金属板放在匀强磁场中，以金属板的一个顶点为坐标原点建立Oxyz坐标系。当金属板中通有沿z轴正方向的恒定电流I时，金属板的上、下表面之间产生稳定的电压。已知该金属板单位体积内自由电子的个数为n，电子的电荷量为，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向沿x轴负方向，下列说法正确的是（　　） A．金属板上表面的电势高于下表面的电势 B．金属板的上、下表面之间产生的稳定电压的大小为 C．金属板内自由电子所受洛伦兹力的大小为 D．金属板内载流子定向移动的速率为 7．如图所示，将长度为a、宽度为b、厚度为c的金属导体板放在垂直于ab表面的匀强磁场中，当导体中通有从侧面1流向3的电流I时，在导体的上下表面2和4之间会产生电势差U，这种现象称为霍尔效应。利用霍尔效应的原理可以制造磁强计，测量磁场的磁感应强度。已知该金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e。则该磁场的磁感应强度B的大小为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．如图所示，竖直导线中通有向上的恒定电流，水平放置在甲处的长方体霍尔元件上有M、N、O、P、R、Q六个接线柱，用以连接直流电源（提供的电流恒为）和测量霍尔电压的仪器，图中，，，霍尔元件单位体积中自由电荷的个数为n，每个电荷的电荷量为q，正确连接电源和测量仪器后，按图示方式放在甲处，测量仪器的示数为；将霍尔元件水平向右移至乙处时（图中未画出），测量仪器的示数为，视霍尔元件所在处的 ... ...