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霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展....

霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图12所示,在一矩形半导体薄片的PQ间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在MN间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH为霍尔电压,且满足UHk,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.

(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的接线柱与______(选填MN”)端通过导线连接.

(2)已知薄片厚度d0.40 mm,该同学保持磁感应强度B0.10 T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表表示.

I/×103A

3.0

6.0

9.0

12.0

15.0

18.0

UH/×103 V

1.1

1.9

3.4

4.5

6.2

6.8

 

根据表中数据在图中的坐标纸上画出UHI图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为____________×103 V·m·A1·T1(保留2位有效数字)

(3)该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图所示的测量电路.S1S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流自Q端流入,P端流出,应将S1掷向______(选填ab”)S2掷向______(选填cd”).为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串接在电路中.在保持其他连接不变的情况下,该定值电阻应串接在相邻器件________________(填器件代号)之间.

 

(1)M (2)见解析图 1.5(1.4~1.6均可) (3)b; c S1 E(或E S2) 【解析】(1)根据左手定则得,正电荷向M端偏转,所以应将电压表的“+”接线柱与M端通过导线相连. (2)UH-I图线如图所示. 根据知,图线的斜率为,解得霍尔系数为:k=1.5×10-3V•m•A-1•T-1. (3)为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向b,S2掷向c,为了保护电路,定值电阻应串联在S1,E(或S2,E)之间.    
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考点分析:
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如图所示,两个倾角分别为30°60°的光滑斜面固定于水平面上,并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中.两个质量均为m、带电荷量均为+q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放,运动一段时间后,两小滑块都将飞离斜面,在此过程中(  )

A. 甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大

B. 甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短

C. 甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同

D. 两滑落块在斜面上运动的过程中,重力的平均功率相等

 

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如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板ab,相距为dab间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场的场强大小为E,方向竖直向上,磁感应强度方向垂直纸面向里,磁场磁感应强度大小等于,重力加速度为g,则下列关于微粒运动的说法正确的是(  )

A. 微粒在ab区域的运动时间为

B. 微粒在bc区域中做匀速圆周运动,圆周半径r=2d

C. 微粒在bc区域中做匀速圆周运动,运动时间为

D. 微粒在abbc区域中运动的总时间为

 

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如图所示,在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E,在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面由内向外的匀强磁场,磁感应强度为B,其中CDx轴上,它们到原点O的距离均为a。现将一质量为m、带电量为q的带正电粒子,从y轴上的P点由静止释放,设P点到O点的距离为h,不计重力作用与空气阻力的影响。,下列说法正确的是

A. ,则粒子垂直CM射出磁场

B. ,则粒子平行于x轴射出磁场

C. ,则粒子垂直CM射出磁场

D. ,则粒子平行于x轴射出磁场

 

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如图所示,在平板PQ上有一匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.某时刻有abc三个电子(不计重力)分别以大小相等、方向如图所示的初速度vavbvc经过平板PQ上的小孔O射入匀强磁场.这三个电子打到平板PQ上的位置到小孔O的距离分别是lalblc,电子在磁场中运动的时间分别为tatbtc.整个装置放在真空中,则下列判断正确的是(  )

A. lalclb    B. lalblc

C. tatbtc    D. tatbtc

 

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如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处在磁感应强度为B的匀强磁场中,圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩擦力做的功可能为(  )

A. 0    B. mv

C.     D. m(v)

 

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