题目内容
【题目】在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,做成了一个霍尔元件,在E、F间通入恒定电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,M、N间的电压为UH.已知半导体薄片中的载流子为正电荷,电流与磁场的方向如图所示,下列说法正确的有( )
A. N板电势高于M板电势
B. 磁感应强度越大,MN间电势差越大
C. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行,UH不变
D. 将磁场和电流分别反向,N板电势低于M板电势
【答案】AB
【解析】A、根据左手定则,电流的方向向里,自由电荷受力的方向指向N端,向N端偏转,则N点电势高,故A正确;B、设左右两个表面相距为d,电子所受的电场力等于洛仑兹力,即:
设材料单位体积内电子的个数为n,材料截面积为s,则 ①;I=nesv②; s=dL ③;由①②③得: ,令,则 ④;所以若保持电流I恒定,则M、N间的电压与磁感虑强度B成正比,故B正确;C、将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行,则带电粒子不会受到洛伦兹力,因此不存在电势差,故C错误;D、若磁场和电流分别反向,依据左手定则,则N板电势仍高于M板电势,故D错误。故选AB.
【题目】如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.
请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).
O-B | O-C | O-D | O-E | O-F | |
W/J | 0.043 2 | 0.057 2 | 0.073 4 | 0.091 5 | |
ΔEk/J | 0.043 0 | 0.057 0 | 0.073 4 | 0.090 7 |
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=ΔEk,与理论推导结果一致.
(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3 kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g取9.8 m/s2,结果保留至小数点后第三位)