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1、霍耳效应当电流通过导体时，在导体板之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应霍尔效应可解释为：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。探究5、如右图所示，厚度为h，宽度为d的导体放在垂直于它的磁感应强度为B匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A之间会产生电势差。这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系： 式中的比例系数K称为霍尔系数。 霍尔效应可解释如下：外部磁场的
2、洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场。横向电场对电子施加与洛伦兹力相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间会形成稳定的电势差。 设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e回答下列问题： （l）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_（填“高于”“低于”或“等于”）侧面A的电势。 （2）电子所受的洛伦兹力的大小为_。 （3）当导体板上下两侧面间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为_ （4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件证明霍耳系数为K= ,其中n代表导体板单位体积中自由电子的个数应用：（1）电磁流
3、量计：是利用霍尔效应来测量液体流量的，如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动。导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下横向偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定。由Bqv=Eq E= 可得流量Q=sv=例题1：如图所示为电磁流量计示意图，直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内，有可以导电的液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直液体流动的方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点的电势差为U，则管中液体的流量Q=_m3/s例题2、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间
4、内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中a、b、c，流量计的两端与输送流体的管道相连（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值，已知流体的电阻率P，不计电流表的内阻，则可求得流量为（）A BCD（2）磁强计：是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。其原理：如图所示一块导体接上a、b、e、f四个电极，将导体放在匀
5、强磁场之中，a 、b间通以电流I，e、f间就会出现电势差，只要测出e、f间的电势差U，就可测得B。设e、f间电势差已达稳定，则此时导电的自由电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡qv=Eq，式中v为自由电荷的定向移动速度。由此可知，=设导体中单位体积内的自由电荷数为n，则电流=nqsv，式中S为导体横截面积d因此，, 由此可知，这样只要将装置先在已知磁场中定出标度，就可通过测定来确定的大小了。4带电粒子在复合场中的一般曲线运动： 探究6、如图所示，质量m、电量为q的带正电粒子，以初速v0垂直射入相互正交的匀强电场（E）和匀强磁场（B），从P点离开该区域的速率为vP，此时侧移量为S，下列说法中正确的是
6、（）A在P点带电粒子所受磁场力有可能比电场力大B带电粒子的加速度大小恒为C带电粒子到达P点的速率D带电粒子到达P点的速率 应用5、如右图所示，一对竖直放置的平行金属板长为L，板间距为d，接在电压为U的电源上，板间有一与电场方向垂直的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。有一质量为m、带电荷量为q的油滴，从离平行板上端h高处由静止开始自由下落，由两板正中央P点处进入电场和磁场空间，油滴在P点所受电场力和磁场力恰好平衡，最后油滴从一块极板的边缘D处离开电场和磁场空间。求： （1）高度h为多少？ （2）油滴在D点时的速度大小。 5带电粒子在复合场中应用的实例分析 （1）回旋加速器 探究7、
7、回旋加速器D形盒中央为质子源，D形盒的交变电压为U=2104V，静止质子经电场加速后，进入D形盒，其最大轨道半径R=lm，磁场的磁感应强度为B=0.5T，问：（1）质子最初进入D形盒的动能多大？（2）质子经回旋加速器后得到的动能多大？（3）交变电源的频率是多少？ 应用6、（2005无锡）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是 A增大电场的加速电压B增大磁场的磁感应强度C减小狭缝间的距离
8、D增大D形金属盒的半径 （2）质谱仪： 探究8、图甲所示，质谱仪主要是用来研究同位素（即原子序数相同而原子质量不同的元素）的仪器，再如图乙所示，正离子源产生带电量为q的正离子，经S1、S2两金属板间的电压U加速后，进入粒子速度选择器P1、P2之间，P1、P2之间有场强为E的匀强电场和与之正交的磁感应强度为B1的匀强磁场，通过速度选择器的粒子经S3细孔射人磁感应强度为B2的匀强磁场中后沿一半圆轨迹运动，射到照相底片M上，使底片感光，若该粒子质量为m，底片感光处距细孔S3的距离为x.试证明： 应用7、质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如右图所示，离子源S产生一个质量为
9、m，电荷量为q的正离子，离子产生出来时速度很小，可以看作是静止的，离子产生出来后经过电压U加速，进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片P上，测得它在P上的位置到入口处S1的距离为x，则下列说法正确的是（） A若某离子经上述装置后，测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明离子的质量一定变大 B若某离子经上述装置后，测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明加速电压U一定变大 C若某离子经上述装置后，测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明磁感应强度B一定变大 D若某离子经上述装置后，测得它在P上的位置到入口处S1的距离大于x，则说明离子所带电荷量q可能变小
