题目内容
【题目】归纳 式探究﹣﹣研究霍尔电压
叶子姐姐在研究磁场对电流作用的实验中,将直导线换作一块厚度为b、宽度为d的导体板.如图1所示,将电压表连在导体板的两侧,发现电压表的指针发生偏转,说明导体板两端存在电压,这个电压叫霍尔电压.叶子姐姐进一步做了如下实验:
板的材料 | 板的厚度d/m | 通入板的电流I/A | 磁场强度B/T | 霍尔电压UH/V |
甲 | 2×10﹣2 | 2×10﹣6 | 1×10﹣4 | 1.0 |
甲 | 4×10﹣2 | 2×10﹣6 | 1×10﹣4 | 0.5 |
甲 | 2×10﹣2 | 2×10﹣6 | 2×10﹣4 | 2.0 |
乙 | 2×10﹣2 | 2×10﹣6 | 1×10﹣4 | 0.7 |
乙 | 2×10﹣2 | 4×10﹣6 | 1×10﹣4 | 1.4 |
乙 | 4×10﹣2 | 6×10﹣6 | 2×10﹣4 |
(1)由上述实验数据可得:霍尔电压UH=K(K为系数),K称为材料的“霍尔系数”,综合分析表中实验数据,可得:材料不同,霍尔系数K值(“相同”或“不同”);K甲= .
(2)请你将表中的空格填上.
(3)在图2UH﹣d关系图象中,能正确反映UH随材料的厚度d变化的规律.
【答案】
(1);不同;1×108Vm/AT
(2)2.1
(3)b
【解析】解:(1)比较一、二组数据,电流和磁场强度相同时,板的厚度增加一半,电压则减半,可知在电流和磁场强度相同时,霍尔电压和板的厚度成反比;比较一、三组数据,板的厚度和通入的电流相同时,磁场强度增加一倍,电压也增加一倍,可推测在电流和板的厚度相同时,霍尔电压和磁场强度成正比;比较四、五组数据,板的厚度和磁场强度相同时,电流增加一倍,电压也增加一倍,可推测在板的厚度和磁场强度相同时,霍尔电压和电流成正比;综合以上得出:UH=K ;选取甲和乙任意一组数据代入,可求得甲和乙的K值;(2)依据U乙=K乙 变形,代入乙的任意一组数据,求出K乙; K乙= =$\frac{0.7×2×10﹣2}{2×10﹣6×1×10﹣4}$=7×107Vm/AT; UH=K乙 =7×107Vm/AT×6$\frac{6×10﹣6A×2×10﹣4T}{4×10﹣2m}$=2.1V;(3)由推导霍尔电压的表达式可知,霍尔电压与板的厚度成反比,由VH﹣d图象可知,a表示成正比,b表示成反比,所以b能正确的反应VH随着材料厚度d变化的规律;所以答案是:(1) ;不同;1×108Vm/AT;(2)2.1;(3)b.