题目内容

【题目】如图所示,半导体板放在磁感应强度为B的匀强磁场中,B垂直于导体板的上、下表面。当电流I垂直左右横截面通过半导体板时,在半导体板的前后两表面间会产生电势差UH,这种现象称为霍尔效应,定义霍尔电阻为。实验表明,当磁场不太强时RHB成正比;当磁场超过一定数值时,RH会显示出量子化行为,可以表示为n为正整数。已知R0仅与元电荷e和普朗克常数h有关。你可能不了解此现象的具体机制,也不会求解R0的表达式,但根据所学的知识你可以对R0表达式的合理性做出一些判断。根据你的判断,下列关于R0的表达式可能正确的是(  )

A.B.C.D.

【答案】C

【解析】

根据

可知的单位是 ,再根据

可知R0的单位是 ,而电量e的单位,根据

可知为单位 ,比较这几个单位可推出

C正确,ABD错误。

故选C

练习册系列答案
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【题目】为测量某金属丝的电阻率,小明同学设计了如图甲、乙所示的两种实验方案,已知电源的电动势E和内阻r在实验过程中保持不变。

(1)小明先进行了如图甲方案的测量。

①他首先利用游标卡尺和螺旋测微器分别测出甲、乙、丙三根不同金属丝的直径,示数分别如图甲、乙、丙所示。则三根金属丝直径的测量值分别为d=________mmd=________mmd=________mm。若三根金属丝的材料、长度相同且粗细均匀,则它们的电阻RRR中最大的是________,最小的是________

②实验过程中,小明先将甲金属丝接入电路,并用米尺测出接入电路中的甲金属丝的长度l=50.00cm。闭合开关后移动滑动变阻器的滑片分别处于不同的位置,并依次记录了两电表的测量数据如下表所示,其中5组数据的对应点他已经标在如图所示的坐标纸上,请你标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线________________

实验次数

1

2

3

4

5

6

U/V

0.90

1.20

1.50

1.80

2.10

2.40

I/A

0.18

0.24

0.31

0.37

0.43

0.49

③该方案测得的甲金属丝的电阻率ρ=__________Ω·m(计算结果保留两位有效数字)。

④对于上述第(1)所述的测量过程,随着通过金属丝的电流I不断增大,滑动变阻器上的电功率P随之变化。对于P-I的关系图象,在下列图中可能正确的是________

(2)小明又用如图乙方案测量乙金属丝的电阻率,已知电源的电动势E=5.0V、内阻r=0.20Ω。实验中他可以通过改变接线夹(即图乙中滑动变阻器符号上的箭头)接触金属丝的位置以控制接入电路中金属丝的长度。

①请在下述步骤的空格中将实验操作步骤补充完整:

a.正确连接电路,设定电阻箱的阻值,闭合开关;

b.读出电流表的示数,记录接线夹的位置;

c.断开开关,______________

d.闭合开关,重复bc的操作。

②根据测得电流与金属丝接入长度关系的数据,绘出如图所示的关系图线,其斜率为_____________A-1m-1(保留2位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了___________________的电阻之和。

③图中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是____________,其数值和单位为_______________(保留2位有效数字)。

(3)电表的内阻可能对实验产生系统误差,请你分别就这两种方案说明电表内阻对电阻率测量的影响____________________________________

【题目】太阳中心的“核反应区”不断地发生着轻核聚变反应,这是太阳辐射出能量的源泉。已知太阳向外辐射能量的总功率为P1,太阳中心到火星中心的距离为L,火星的半径为r,且r远远小于L。火星大气层对太阳辐射的吸收和反射、太阳辐射在传播过程中的能量损失,以及其他天体和宇宙空间的辐射均可忽略不计。

(1)太阳中心的典型轻核聚变反应是4个质子()聚变成1个氦原子核()同时产生2个正电子(),写出该聚变反应方程。

(2)求在时间t内,火星接收来自太阳辐射的总能量E

(3)自然界中的物体会不断地向外辐射电磁波,同时也会吸收由其他物体辐射来的电磁波,当辐射和吸收平衡时,物体的温度保持不变。如果某物体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就称为黑体。已知单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的能量I与黑体表面热力学温度T4次方成正比,即I=σT4,其中σ为已知常量。

①若将火星看成表面温度相同的黑体,求辐射和吸收达到平衡时,其表面平均温度T的表达式;

②太阳辐射电磁波的能量来源于如图甲所示的太阳中心的“核反应区”。“核反应区”产生的电磁波在向太阳表面传播的过程中,会不断被太阳的其他部分吸收,然后再辐射出频率更低的电磁波。为了研究“核反应区”的温度,某同学建立如下简化模型:如图乙所示,将“核反应区”到太阳表面的区域视为由很多个“薄球壳层”组成,第1“薄球壳层”的外表面为太阳表面;各“薄球壳层”的内、外表面都同时分别向相邻内“薄球壳层”和外“薄球壳层”均匀辐射功率相等的电磁波(第1“薄球壳层”的外表面向太空辐射电磁波,最内侧的“薄球壳层”的内表面向“核反应区”辐射电磁波),如图丙所示;“核反应区”产生的电磁波的能量依次穿过各“薄球壳层”到达太阳的表面,每个“薄球壳层”都视为黑体,且辐射和吸收电磁波的能量已达到平衡,所以各“薄球壳层”的温度均匀且恒定。

已知“核反应区”的半径与太阳半径之比约为R:R0=1:4,太阳的表面温度约为T0=6×103K,所构想的薄球壳层数N=1.0×1012。据此模型,估算“核反应区”的温度T的值,并指出该模型的主要缺点。

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