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在一個很小的矩形半導體薄片上，制作四個電極E、F、M、N，它就形成了一個霍爾元件，如圖所示，在E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，則薄片中的自由電荷就在洛倫茲力的作用下向著與電流和磁場都垂直的方向漂移，使M、N間出現了電壓．設薄片中的自由電荷為正電荷．下列說法正確的是（　　）

A．M點電勢高于N點電勢

B．M點電勢低于N點電勢

C．保持電流I恒定，則M、N間的電壓與磁感慮強度B成正比

D．利用霍爾元件能夠測出磁感應強度的大小

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在一個很小的矩形半導體薄片上，制作四個電極E、F、M、N，它就成了一個霍爾元件（如圖），在E、F間通入恒定的電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現了電壓U_H，稱為霍爾電壓．
（1）電流和磁場方向如圖中所示，載流子是電子，M、N兩端中哪端電勢較高？
（2）試證明：U_H=K

IB

d

，K為與材料有關的常量．
（3）為了提高霍爾元件的靈敏度，可采用哪些方法？

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題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

答案

A

B

B

C

D

BD

AD

AC

AC

一.單選題   二.多選題

三. 簡答題：本題分必做題（第10、11題）和選做題（第12題）兩部分，共計42分。請將解答填寫在答題卡相應的位置。

10.(1) 220Ω    3.9 mA      (2)

11.(1)   

�。�2）如圖所示

12.A （略）

B(1)C ， A    (2)1s    上      (3)2r

C(1)BD (2)0.1 不變 (3)4.3(±0.1)×10¹⁴Hz(6.2～6.8)×10^-34Js

四．解答題：本題共3小題，共計47分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。

13．(1)AB過程：重力做功W₁=mgh    ① 2分

     h=               ② 2分

    平均功率P=              ③2分

由①②③得          ④1分

(2) 設BC間的水平位移為s,初速度為

                        ⑤2分

由于傾角為45⁰，平拋運動的豎直位移也為s

S=                   ⑥2分

                          ⑦1分

全過程：末速度為              ⑧ 2分

由以上各式得：                   ⑨1分

14． (1)    W_a=m_agd =1.0J                      2分

W_b=m_bgd =0.5J                      2分

（2）b在磁場中勻速運動時：速度為,總電阻R₁=7.5Ω

 b中的電流                ① 2分

 由以上各式得：        ②2分

 同理，a棒：           ③ 1分

 由以上各式得，               ④1分

                             ⑤1分

                               ⑥1分

                        ⑦ 1分

                              ⑧1分

由④⑤⑥⑦⑧得 H_a=      ⑨ 1分   

H_b=m            ⑩  1分

15．（1）M點電勢高                         ①３分

（2）設前后兩個表面相距為L，電子所受的電場力等于洛侖茲力

                          ②２分

設材料單位體積內電子的個數為n，材料截面積為s

                                       ③２分

          s=dL　　　　　　　　　　　　　　 �、� 1分

         由②③④得：                      ⑤2分

          令,則               ⑥2分

 (3) 增大電流Ｉ、減小厚度d 和減小截流子的密度       4分