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A和B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A为B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.
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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________.
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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?
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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.