利用霍尔效应制作的霍尔元件.广泛应用于测量和自动控制等领域.如图是霍尔元件的工作原理示意图.磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作而向下.通入图示方向的电流I.C.D两侧面会形成电势差UCD.下列说法中正确的是( )A．电势差UCD与村料有关B．若霍尔元件的载流子是自由电子.则电势差UCD＞0C．仅增大磁感应强度时.电势差UCD不变D．在测定地球赤道上方的地磁场题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．

利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域，如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作而向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差U_CD，下列说法中正确的是（　　）

	A．	电势差U_CD与村料有关
	B．	若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差U_CD＞0
	C．	仅增大磁感应强度时，电势差U_CD不变
	D．	在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直

分析在霍尔元件中，移动的是自由电子，根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力方向，从而知道两侧面所带电荷的电性，即可知道C、D两侧面会形成电势差U_CD的正负．CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，根据平衡推导出电势差U_CD与什么因素有关．

解答解：A、根据CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有q$\frac{U}{b}$=qvB，I=nqvS=nqvbc，则U_CD=$\frac{BI}{nqc}$，n由材料决定，故U与材料有关；U还与厚度c成反比，与宽b无关，同时还与磁场B与电流I有关，故A错误、C也错误．
B、根据左手定则，电子向C侧面偏转，C表面带负电，D表面带正电，所以D表面的电势高，则U_CD＜0．故B错误．
D、在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过．故D正确．
故选：D．

点评解决本题的关键知道霍尔元件中移动的是自由电子，以及自由电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡．

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11．

如图所示，在O点有一电荷量为+Q的点电荷，A、B、C、D是以O点为圆心的圆上的四点，其中ABCD构成一正方形，且AB边水平和BC边竖直，且AB=$\sqrt{2}$a，该空间还存在水平向右的匀强电场（图中未画出），已知A点的电场强度方向竖直向上，则（　　）

	A．	匀强电场的电场强度大小为$\frac{\sqrt{2}kQ}{2{a}^{2}}$
	B．	AB两点的电势差为$\frac{\sqrt{2}kQ}{a}$
	C．	B点的电场强度方向竖直向上
	D．	AD两点的电势差为$\frac{kQ}{a}$

9．①在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为f=50Hz，实验要求打点计时器在打第一个点时释放纸带．甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm和0.18cm，肯定其中一个学生在操作上有错误，该同学是甲．其错误的操作是先释放重物后接通电源．

②丁同学用甲图所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点（初速度为零）记作O点，测出O、A间的距离为68.97cm，点A、C间的距离为15.24cm，点C、E间的距离16.76cm，已知当地重力加速度为g=9.8m/s²，重锤的质量为m=1.0kg则打点计时器在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为8.00J，重力势能的减少量为8.25J．（保留三位有效数字）
③利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度=9.50m/s²（结果保留三位有效数字）
④在实验中发现，重锤减小的重力势能总大于重锤最大的动能，其原因主要是因为在重锤带着纸带下落过程中存在着阻力的作用，用题目给出的已知量．求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为0.30N．
⑤若利用BD段来验证机械能守恒，则还要测量的物理量是BD段的长度，要验证的表达式是$\frac{1}{2}$m（$\frac{{x}_{CE}}{2}$f）²-$\frac{1}{2}$m（$\frac{{x}_{AC}}{2}$f）²（用题中符号表达）
⑥以下是几位同学的操作步骤，其中有错误和不必要的有ACDG
A．用天平测量重锤的质量m
B．按如图装置把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源的交流电压输出档连接好．
C．把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，竖直提起纸带使重锤停靠距打点计时器较远的地方，纸带上端用夹子夹住．
D．松开纸带，接通电源，让重锤自由下落．
E．重复几次，得到3～5条打好点的纸带．
F．在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的一条纸带，在起始点标上0，以后各计时点依次标上1，2，3…，用刻度尺测出对应下落高度h₁、h₂、h₃…．
G．应用公式v_n=gh_n计算各点对应的即时速度v₁、v₂、v₃…．
H．计算各点对应的势能减少量mgh_n和动能的增加量$\frac{1}{2}$mv_n²，进行比较．再做出结论．

6．

如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（　　）

	A．	小球能越过d点并继续沿环向上运动
	B．	当小球运动到c点时，所受洛伦兹力最大
	C．	小球从d点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大
	D．	小球从b点运动到C点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小

13．磁悬浮列车是一种高速交通工具，它具有两个重要系统：一个是悬浮系统，另一个是驱动系统．驱动系统的简化模型如下：图1是实验车与轨道示意图，图2是固定在实验车底部的金属框与轨道间的运动磁场的示意图．水平地面上有两根很长的平行直导轨，导轨间有垂直于水平面的等间距的匀强磁场（每个磁场的宽度与金属框的宽度相同），磁感应强度B₁、B₂大小相同，相邻磁场的方向相反，所有磁场同时以恒定速度v₀沿导轨方向向右运动，这时实验车底部的金属框将会受到向右的磁场力，带动实验车沿导轨运动．设金属框总电阻R=1.6Ω，垂直于导轨的边长L=0.20m，实验车与金属框的总质量m=2.0kg，磁感应强度B₁=B₂=B=1.0T，磁场运动速度v₀=10m/s．回答下列问题：
（1）t=0时刻，实验车的速度为零，求此时金属框受到的磁场力的大小和方向；
（2）已知磁悬浮状态下，实验车运动时受到的阻力恒为f₁=0.20N，求实验车的最大速率v_m；
（3）若将该实验车A与另外一辆质量相等但没有驱动装置的磁悬浮实验车P挂接，设A与P挂接后共同运动所受阻力恒为f₂=0.50N．A与P挂接并经过足够长时间后已达到了最大速度，这时撤去驱动磁场，保留磁悬浮状态，A与P所受阻力f₂保持不变，那么撤去驱动磁场后A和P还能滑行多远？

3．

如图甲所示，一端开口导热良好的气缸放置在水平平台上，活塞质量为l0kg，横截面积为50cm²，气缸全长20cm，气缸质量20kg，大气压强为1×10⁵Pa，当环境温度为7℃时，活塞封闭的气柱长8cm；现将气缸倒过来竖直悬挂在天花板上，如图乙所示g取10m/s²．
    ①求稳定后，气缸内的气柱长；
    ②从气缸被竖直悬挂在天花板上，到活塞下降并达到稳定的过程中，判断气缸内气体是吸热还是放热；
    ③如图丙，将气缸放在光滑水平地面上，用力F推活塞，气缸与活塞一起稳定运动的加速度a=5m/s²，求此时气缸内的气柱长．

10．下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（　　）

	A．	小石块被水平抛出后在空中运动的过程
	B．	木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
	C．	木箱沿光滑的斜面匀速上升的过程
	D．	石头自由下落的过程

7．一汽车发动机的额定功率P=4.0×10⁴W，汽车的总质量m=1.0×10³kg，该车在水平路面上沿直线行驶时，受到的阻力时车重的0.1倍．汽车从静止开始以a=1m/s²的加速度做匀加速运动．达到额定功率后保持功率不变，继续行驶t=25s，g取10m/s²．试求：
（1）汽车能达到的最大速度v_m；
（2）匀加速运动所经历的时间t₁；
（3）汽车保持额定功率行驶的位移s．

8．下列说法中正确的是（　　）

	A．	布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
	B．	叶面上的小露珠成球形是液体表面张力的作用
	C．	不具有规则几何体的物体也可能是晶体
	D．	氢气和氦气的温度相同时，它们分子的平均速度相同
	E．	在车胎突然爆裂后的瞬间，车胎内的气体内能减少

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