题目内容
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1所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH=k
，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1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与 （填“M”或“N”）端通过导线相连．
②已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示．
根据表中数据在表格中画出UH-I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为 ×10-3V?m?A-1?T-1（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2所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向 （填“a”或“b”），S2掷向 （填“c”或“d”）．
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联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件 和 （填器件代号）之间．
| IB |
| d |
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1所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与
②已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示．
| I（×10-3A） | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
| UH（×10-3V） | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
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2所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向
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联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件
分析：①根据左手定则判断出正电荷所受洛伦兹力的方向，从而确定出偏转的俄方向，得出电势的高低．
②根据表格中的数据作出UH-I图线，根据图线的斜率，结合表达式求出霍尔系数．
③根据电流的流向确定单刀双掷开关的掷向位置．
②根据表格中的数据作出UH-I图线，根据图线的斜率，结合表达式求出霍尔系数．
③根据电流的流向确定单刀双掷开关的掷向位置．
解答：解：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．
②UH-I图线如图所示．根据UH=k
知，图线的斜率为k
=k
=0.375，解得霍尔系数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．
故答案为：①M ②如图所示，1.5（1.4或1.6）③b，c；S1，E（或S2，E）
②UH-I图线如图所示．根据UH=k
| IB |
| d |
| B |
| d |
| 0.1 |
| 0.4×10-3 |
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．
故答案为：①M ②如图所示，1.5（1.4或1.6）③b，c；S1，E（或S2，E）
点评：解决本题的关键知道霍尔效应的原理，并能灵活运用．掌握描点作图的方法．
练习册系列答案
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霍尔效应是电磁基本现象之一，在现代汽车上广泛应用霍尔器件：ABS系统 中的速度传感器、汽车速度表等．如图1，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH=k
，式中k为霍尔系数，由半导体材料的性质决定，d为薄片的厚度．利用霍尔效应可以测出磁场中某处的磁感应强度B．
（1）为了便于改变电流方向作研究，设计如图2的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）．为使电流从P端流入，Q端流出，应将S1掷向 （填“a”或“b”），S2掷向 （填“c”或“d”）．
（2）已知某半导体薄片厚度d=0.40mm，霍尔系数为1.5×10-3V?m?A-1?T-1，保持待测磁场磁感应强度B不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如表．
根据表中数据在给定区域内图3中画出UH-I图线，利用图线求出待测磁场B为 T．
（3）利用上述方法，可以粗略测出磁场的分布．为了更精细测出磁场的分布，可采取的措施有
（A）选用厚度较薄的半导体薄片
（B）选用厚度较厚的半导体薄
（C）选用霍尔系数k大的半导体薄片
（D）增大电流强度I．
| IB |
| d |
（1）为了便于改变电流方向作研究，设计如图2的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）．为使电流从P端流入，Q端流出，应将S1掷向
（2）已知某半导体薄片厚度d=0.40mm，霍尔系数为1.5×10-3V?m?A-1?T-1，保持待测磁场磁感应强度B不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如表．
| I（×10-3A） | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
| UH（×10-3V） | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
（3）利用上述方法，可以粗略测出磁场的分布．为了更精细测出磁场的分布，可采取的措施有
（A）选用厚度较薄的半导体薄片
（B）选用厚度较厚的半导体薄
（C）选用霍尔系数k大的半导体薄片
（D）增大电流强度I．
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。如图丙所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足
，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丙所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与_________(填“M”或“N”)端通过导线相连。
②已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量
I(×10－3 A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
UH(×10－3 V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
相应的UH值，记录数据如下表所示。
根据表中数据在给定区域内（见答题卡）画出UH—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为_______________
（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丁所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向_______（填“a”或“b”）, S2掷向_______（填“c”或“d”）。
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联在电路中。在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____________和__________(填器件代号)之间。
图丁
，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。
（保留2位有效数字）。
，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。
（保留2位有效数字）。