4.(★★★★★)利用超声波遇到物体发生反射,可测定物体运动的有关参量.图37-9甲中仪器AB通过电缆线驳接,B为超声波发射与接收一体化装置,而仪器AB提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形.

现固定装置B,并将它对准匀速行驶的小车C,使其每隔固定时间T0.发射一短促的超声波脉冲(如图37-9乙中幅度较大的波形),而B接收到的由小车C反射回的超声波经仪器A处理后显示如图37-9乙中幅度小的波形.反射波滞后的时间已在图37-9乙中示出,其中T和ΔT为已知量,另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为v0,试根据所给信息可判断小车的运动方向为________.(填“向左”或“向右”),速度大小为________.

图37-10
 
5.(★★★★★)如图37-10所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度.m是一个金属球,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的电阻丝,其电阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中点C焊接一根导线.从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表V(金属丝和导线电阻不计);图中虚线OCAB相垂直,且OCh,电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上, 整个装置固定在列车中使AB沿着前进的方向,列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速或减速前进时,金属线将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速

度的大小.

(1)当列车向右匀加速运动时,试写出加速度a与电压表读数U的对应关系.以便重新刻制电压表表面使它成为直读加速度数值的加速计.

(2)用此装置测得的最大加速度是多少?

(3)为什么C点设置在电阻丝AB的中间? 对电压表的选择有什么特殊要求?

图37-11
 
6.(★★★★★)如图37-11所示,厚度为h,宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应,实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流IB的关系为Uk.

式中的比例系数k称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.

设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电量为e,回答下列问题:

(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”)

(2)电子所受的洛伦兹力的大小为_________.

(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为_______.

(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为k ,其中n代表导体单位体积中电子的个数.

 0  136561  136569  136575  136579  136585  136587  136591  136597  136599  136605  136611  136615  136617  136621  136627  136629  136635  136639  136641  136645  136647  136651  136653  136655  136656  136657  136659  136660  136661  136663  136665  136669  136671  136675  136677  136681  136687  136689  136695  136699  136701  136705  136711  136717  136719  136725  136729  136731  136737  136741  136747  136755  447348 

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