题目内容

【题目】如图所示,等腰直角三角形金属线框abc放在光滑绝缘水平桌面上,直角边长为L,线框的电阻为R,质量为m,有界匀强磁场垂直于水平桌面向下,磁感应强度大小为B,磁场边界MNPQ间距大于L.开始是ab边与磁场边界MN平行,给金属线框一个垂直MN向右、大小为v0的初速度,线框穿过磁场后的速度大小为,则在线框进磁场的过程中

A.线框受到的安培力垂直于ac

B.通过线框截面的电量为

C.线框中产生的焦耳热为

D.当线框bc边静磁场的长度为x时,线框的速度大小为v与加速度大小a之比为

【答案】BD

【解析】

A.线框进磁场的过程中,受到的安培力阻碍线框与磁场的相对运动,因此安培力的方向与速度方向相反,A项错误;

B.通过线框截面的电量

q==

B项正确;

C.由题意知,线框穿过磁场过程中,产生的焦耳热

Q=

线框进磁场过程中的速度大于出磁场过程中的速度,因此进磁场过程中线框克服安培力做功大 于出磁场过程中克服安培力做功,所以线框进磁场过程中产生的焦耳热大于C项错误;

D.当线框的加速度为a时,设线框bc边进磁场的长度为x,则线框切割磁感线的有效长度也为x

=ma

D项正确.

故选BD

练习册系列答案
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【题目】霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图1所示,在一矩形半导体薄片的PQ间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在MN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UHk,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1所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与______(MN”)端通过导线相连.

(2)已知薄片厚度d=0.40 mm,该同学保持磁感应强度B=0.10 T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.根据表中数据在图2中画出UHI图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为______×103V·m·A1·T1(保留2位有效数字).

(3)该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图3所示的测量电路,S1,S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向________(ab”),S2掷向________(cd”).为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中.在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件________________(填器件代号)之间.

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