(北京市海淀区2012届高三第一学期期末考试物理试题)1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时,发现了一种新的电磁效应:将导体置于磁场中,并沿垂直磁场方向通入电流,则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差,这种现象后来被称为霍尔效应,这个横向的电势差称为霍尔电势差。

(1)如图甲所示,某长方体导体abcdabcd′的高度为h、宽度为l,其中的载流子为自由电子,其电荷量为e,处在与ab ba′面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B0。在导体中通有垂直于bccb′面的电流,若测得通过导体的恒定电流为I,横向霍尔电势差为UH,求此导体中单位体积内自由电子的个数。

(2)对于某种确定的导体材料,其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值,人们将H=定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头,有些探头的体积很小,其正对横截面(相当于图甲中的ab ba′面)的面积可以在0.1cm2以下,因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器,其中的探头装在探杆的前端,且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I,又可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH,并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小,且显示在仪器的显示窗内。

①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中,对探杆的放置方位有何要求

②要计算出所测位置磁场的磁感应强度,除了要知道HIUH外,还需要知道哪个物理量,并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。

 0  49872  49880  49886  49890  49896  49898  49902  49908  49910  49916  49922  49926  49928  49932  49938  49940  49946  49950  49952  49956  49958  49962  49964  49966  49967  49968  49970  49971  49972  49974  49976  49980  49982  49986  49988  49992  49998  50000  50006  50010  50012  50016  50022  50028  50030  50036  50040  50042  50048  50052  50058  50066  176998 

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