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。如图丙所示,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。
| 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 |
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(见答题卡)画出UH—I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为____________×10-3 V
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丁所示的测量电路,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_______(填“a”或“b”), S2掷向_______(填“c”或“d”)。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____________和__________(填器件代号)之间。
为了测量木块与木板间动摩擦因数
,某小组使用位移传感器设计了如图所示实验装置,让木块从倾斜木板上一点A由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机,描绘出滑块相对传感器的位移s随时间t变化规律,如图所示。![]()
①根据上述图线,计算0.4 s时木块的速度
__________m/s,木块加速度
__________m/s2;
②为了测定动摩擦因数
,还需要测量的量是________;(已知当地的重力加速度g)
③为了提高木块与木板间动摩擦因数
的测量精度,下列措施可行的是_________
| A.A点与传感器距离适当大些 |
| B.木板的倾角越大越好 |
| C.选择体积较大的空心木块 |
| D.传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻 |
在“研究平抛物体的运动”的实验中,为减小实验误差,下列措施可行的是( )
| A.应选择实心小木球做实验 |
| B.斜槽轨道必须光滑 |
| C.斜槽轨道末端必须保持水平 |
| D.用天平称出小球的质量 |
某同学利用图甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率.![]()
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①所得实验数据如下表,请在给出的直角坐标系上画出U-I的图象.
| U/V | 1.96 | 1.86 | 1.80 | 1.84 | 1.64 | 1.56 |
| I/A | 0.05 | 0.15 | 0.25 | 0.35 | 0.45 | 0.55 |
②根据所画U-I的图象,除了知道电源在不同负载下的输出功率,还能否测出电源的电动势和内阻_____(填“能”或“不能”)
③实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计.在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是________.(Rx阻值未知)
④若电流表和电压表均为理想电表,利用图乙中b电路能否测出Rx的电阻________(填“能”或“不能”)