Question

将一块长方体形状的半导体材料样品的表面垂直磁场方向置于磁场中，当此半导体材料中通有与磁场方向垂直的电流时，在半导体材料与电流和磁场方向垂直的两个侧面会出现一定的电压，这种现象称为霍尔效应，产生的电压称为霍尔电压，相应的将具有这样性质的半导体材料样品就称为霍尔元件。如图所示，利用电磁铁产生磁场，毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压。已知图中的霍尔元件是P型半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴（空穴可视为能自由移动带正电的粒子）。图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S₁、S₂闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是：

A. 电表B为毫伏表，电表C为毫安表

B. 接线端2的电势高于接线端4的电势

C. 若调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反，但大小不变，则毫伏表的示数将保持不变

D. 若适当减小R₁、增大R₂，则毫伏表示数一定增大

Answer

BC

【解析】试题分析：由图可知，电表B串联在电源E2的电路中，故它是电流表，即毫安表，而电表C是并联在2、4两端的，它是测量霍尔电压的，故它是电压表即毫伏表，选项A错误；由于霍尔元件的载流子是带正电的粒子，由磁场方向向下，电流方向由1到3，由左手定则可知，正电的粒子受到的洛伦兹力的方向指向极板以2，即接线端2的电势高于接线端4的电势，选项B正确；稳定时，粒子受到的洛伦兹力与电场力相平衡，即Bqv=Eq=，解得U=Bvd，当电流方向相反，但大小不变时，粒子的偏转方向与原来相反，但仍存在如上的平衡关系式，由于电流的大小不变，由电流的微观表达式I=neSv可知，其粒子的定向移动速度也不变，故霍尔电压的大小不变，即毫伏表的示数将保持不变，选项C正确；若减小R1，则会让B增大，若增大R2，会让电流I减小，粒子的定向移动速率v也变小，则不能确定霍尔电压的变化情况，故毫伏表的示数不一定增大，选项D错误。

考点：霍尔元件，洛伦兹力与电场力平衡，电流的微观表示。

【思路点拨】该题是纸老虎，通过文字多、图复杂来吓唬人，其实他细分析，它就是一个霍尔元件的电路问题，带正电的粒子充当自由移动的粒子也与以前的题不同，故该题有一定的新意。