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RH与B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。
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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甲=________mm、d乙=________mm、d丙=________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R甲、R乙和R丙中最大的是________,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甲=__________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b、c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____________________________________。