高中 | 洛伦兹力 题目答案及解析

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选修3-1

第三章 磁场

3.5 运动电荷在磁场中受到的力

洛伦兹力

如图所示,导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中,表面与磁场方向垂直,图中的$1$$2$$3$$4$是霍尔元件上的四个接线端。当开关$\rm S_{1}$$\rm S_{2}$闭合后,三个电表都有明显示数,下列说法正确的是$(\qquad)$

["

通过霍尔元件的磁场方向向下

","

接线端$2$的电势高于接线端$4$的电势

","

仅将电源$E_{1}$$E_{2}$反向接入电路,电压表的示数不变

","

若适当减小$R_{1}$,则增大$R_{2}$电压表示数一定增大

"]
[["AC"]]

$\rm A$.根据右手螺旋定则铁芯上面有$\rm N$极,则通过霍尔元件的磁场方向向下,所以$\rm A$正确;

$\rm B$.通过霍尔元件的电流方向由$1$指向$3$,则电子运动方向由$3$指向$1$,由左手定则电子所受洛伦兹力指向$2$所以电子跑到$2$端,接线端$2$的电势低于接线端$4$的电势,所以$\rm B$错误;

$\rm C$.仅将电源$E_{1}$$E_{2}$反向接入电路,电压表的示数不变,所以$\rm C$正确;

$\rm D$.根据霍尔元件的工作原理有$Bqv=q\dfrac{U}{d}$

解得电压表示数$U=Bdv$

磁感应强度$B$的大小由左边电路中的电流决定,当减小$R_{1}$时,电流增大$B$增大,则电压表示数增大,$v$电子定向移动的速度由右边的电路电流决定,右边电流增大$v$增大,则增大$R_{2}$时,右边电流减小,所以电压表示数减小,则$\rm D$错误;

故选:$\rm AC$

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