题目内容

【题目】如图所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。

①若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图丙所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与_________(填“M”或“N”)端通过导线相连。

②已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T 不 变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示。根据表中数据在给定区域内补漏的点并画出UH—I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为:_______________×10-3VmA-1T-1（保留2位有效数字）。

I(×10－3A)

3.0

6.0

9.0

12.0

15.0

18.0

UH(×10－3V)

1.1

1.9

3.4

4.5

6.2

6.8

【答案】 M 1.3----1.7

【解析】①根据左手定则得，正电荷向M端偏转，所以应将电压表的“+”接线柱与M端通过导线相连．②图线如图所示．根据，知图线的斜率为，解得霍尔系数为： .

练习册系列答案
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(1).改变钩码个数,实验能完成的是（______）

A.钩码的个数

B.钩码的个数

C.钩码的个数

D.钩码的个数

(2).在拆下钩码和绳子前,最必要的一个步骤是（______）

A.标记结点的位置,并记录三段绳子的方向

B.量出三段绳子的长度

C.用量角器量出三段绳子之间的夹角

D.用天平测出钩码的质量.

【题目】如图所示，一理想自耦变压器的原线圈接有正弦式交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R，滑动触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是(　　)

A. 若通过电路中A、C两处的电流分别为、，则

B. 若仅将滑动触头P向A端滑动，则电阻R消耗电功率增大

C. 若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大

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【题目】如图所示，质量为2m的 U形线框ABCD下边长度为L，电阻为R，其它部分电阻不计，其内侧有质量为m，电阻为R的导体棒PQ，PQ与线框相接触良好，可在线框内上下滑动。整个装置竖直放置，其下方有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。将整个装置从静止释放，在下落过程线框底边始终水平。当线框底边进入磁场时恰好做匀速运动，此时导体棒PQ与线框间的滑动摩擦力为。经过一段时间，导体棒PQ恰好到达磁场上边界，但未进入磁场，PQ运动的距离是线框在磁场中运动距离的两倍。不计空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）线框刚进入磁场时，BC两端的电势差；

（2）导体棒PQ到达磁场上边界时速度大小；

（3）导体棒PQ到达磁场上边界前的过程线框中产生的焦耳热。

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①若物体滑动中不受摩擦力，则全过程系统机械能守恒

②若物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量守恒

③两种情况下，小车的最终速度与断线前相同

④两种情况下，系统损失的机械能相同

A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③④

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【题目】如图所示，在高为h=5m的平台右边缘上，放着一个质量M=3kg的铁块，现有一质量为m=1kg的钢球以v0=10m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为L=2m，已知铁块与平台之间的动摩擦因数为0.5，求铁块在平台上滑行的距离s（不计空气阻力，铁块和钢球都看成质点，取g=10m/s2）．

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（1）用游标卡尺测量钢球直径读数为___________mm

（2）钢球下落过程中受到的空气平均阻力Ff＝___________（用题中所给物理量符号来表示）

（3）本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度________（选填“>”或“<”）钢球球心通过光电门的瞬时速度．

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（1）若电源电动势为E，且内阻不计，

a. 求电源从正极每搬运一个自由电子到达负极过程中非静电力所做的功W非；

b. 从能量转化与守恒的角度推导：导体两端的电压U等于电源的电动势E；

（2）经典的金属电子论认为：在外电场（由电源提供的电场）中，金属中的自由电子受到电场力的驱动，在原热运动基础上叠加定向移动，如图所示。在定向加速运动中，自由电子与金属正离子发生碰撞，自身停顿一下，将定向移动所获得的能量转移给金属正离子，引起正离子振动加剧，金属温度升高。自由电子在定向移动时由于被频繁碰撞受到阻碍作用，这就是电阻形成的原因。

自由电子定向移动的平均速率为v，热运动的平均速率为u，发生两次碰撞之间的平均距离为x。由于v<<u，所以自由电子发生两次碰撞的时间间隔主要由热运动决定。自由电子每次碰撞后的定向移动速率均变为零。

a. 求该金属的电阻率ρ，并结合计算结果至少说明一个与金属电阻率有关的宏观因素；

b. 该导体长度为L，截面积为S。若将单位时间内导体中所有自由电子因与正离子碰撞而损失的动能之和设为ΔEk，导体的发热功率设为P，试证明P=ΔEk。

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