题目内容

如图所示的电路可将声音信号转化为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b,与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a通过导线与恒定电源两极相接,若声源s沿水平方向做有规律的振动,则(  )
A.a振动过程中,ab板间的电场强度不变
B.a振动过程中,ab板所带电量不变
C.a振动过程中,灵敏电流计中始终有方向不变的电流
D.a向右的位移最大时,ab两板所构成的电容器的电容量最大


A、a、b间电压不变,a振动过程中,板间距离周期性变化,则由公式E=
U
d
分析得知,a、b板间的电场强度也会周期性变化.故A错误.
B、a振动过程中,a、b间电压不变,由公式C=
Q
U
分析得知,a、b 板所带的电量会周期性变化.故B错误.
C、a 振动过程中,a、b 板所带的电量会周期性变化,电容器放电和充电周期性交替产生,所以灵敏电流计中电流的方向也会周期性变化.故C错误.
D、a向右的位移最大时,a、b 板间的距离最小,则a、b构成的电容器的电容最大.故D正确.
故选:D.
练习册系列答案
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(18分)
利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图1,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面ab间通以电流I时,另外两侧cf间产生电势差,这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是cf间建立起电场EH,同时产生霍尔电势差UH。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时,EHUH达到稳定值,UH的大小与IB以及霍尔元件厚度d之间满足关系式UHRH,其中比例系数RH称为霍尔系数,仅与材料性质有关。

(1)设半导体薄片的宽度(cf间距)为l,请写出UHEH的关系式;若半导体材料是电子导电的,请判断图1中cf哪端的电势高;[
(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n,电子的电荷量为e,请导出霍尔系数RH的表达式。(通过横截面积S的电流InevS,其中v是导电电子定向移动的平均速率);
(3)图2是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图3所示。
a.若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,请导出圆盘转速N的表达式。
b.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外,请你展开“智慧的翅膀”,提出另一个实例或设想。

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