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如图(1),将一金属薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时,另外两侧c、f间产生电势差,这一现象称为霍尔效应。且满足UM=kIB/d,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金属的霍尔系数。已知该薄片的厚度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UM,记录数据如下表所示。
| I(´10-1A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
| UM(´10-1V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
(1)根据表中数据在给定坐标系中画出图线;
(2)利用图线求出该材料的霍尔系数k=________´10-3V·m·A-1·T-1(保留2位有效数字);
(3)利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。图(2)是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图(3)所示。若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,则圆盘转速N的表达式:_____________________。
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(a)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取什么做法?
(b)在“探究加度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m数据如下表:
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 小车加速度a/m?s-2 | 0.78 | 0.38 | 0.25 | 0.20 | 0.16 |
| 小车质量m/kg | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 |
(c)在“探究加速度与力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与力F图线如图丁,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因是
(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测量金属丝的长度l=0.810m.金属丝的电阻大约为4Ω.先用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.
(a)从图中读出金属丝的直径为
(b)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,还有如下供选择的实验器材:
A.直流电源:电动势约4.5V,内阻很小;
B.电流表A1:量程0~0.6A,内阻0.125Ω;
C.电流表A2:量程0~3.0A,内阻0.025Ω;
D.电压表V:量程0~3V,内阻3kΩ;
E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值50Ω;
G.开关、导线等.
在可供选择的器材中,应该选用的电流表是
(c)根据所选的器材,在右边的方框中画出实验电路图.
(d)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=4.1Ω,则这种金属材料的电阻率为
| ×10 | -7 |
| ×10 | -7 |
某同学通过实验来测定该金属的霍尔系数.已知该薄片的厚度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UM,记录数据如下表所示.
| I(?10-1A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
| UM(?10-1V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
(1)根据表中数据在给定坐标系中画出图线;
(2)利用图线求出该材料的霍尔系数k=
(3)利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域.图(2)是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反.霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近.当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图(3)所示.若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,则圆盘转速N的表达式:
07北京理综 6、(20分)用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框
。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的
边和
边都处在磁极之间,极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。
⑴求方框下落的最大速度vm(设磁场区域在数值方向足够长);
⑵当方框下落的加速度为
时,求方框的发热功率P;
⑶已知方框下落时间为t时,下落高度为h,其速度为vt(vt<vm)。若在同一时间t内,方框内产生的热与一恒定电流I0在该框内产生的热相同,求恒定电流I0的表达式。
在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:
(1)某实验小组采用镍铬合金和康铜丝为对象,用如图所示电路进行探究,a、b、 c、d是四种不同的金属丝。
现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示:
电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝,则d应选上表中的_______(用表中编号A、B、C、D、E、F表示)。
(2)另一小组用一个标称值为15Ω的滑动变阻器来“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”。可供使用的器材如下:
A.电流表A1,量程0.6A,内阻约0.6Ω
B.电压表V2,量程3V,内阻约3kΩ
C.滑动变阻器Rx,全电阻约15Ω(电阻丝绕
制紧密,匝数清晰可数)
D.滑动变阻器R,全电阻约10Ω
E.直流电源E,电动势9V,内阻不计
F.游标卡尺
G.毫米刻度尺
H.电键S,导线若干
①为了较精确测量出滑动变阻器Rx的全电阻
值,将实物测量电路图中的连接线补充完整。
②探究中需要测量滑动变阻器Rx的电阻丝的直径和总长度,在不破坏变阻器的前提下,要测电阻丝的直径需要直接测量的物理量是(写出测量工具和物理量的文字及符号):
。
电阻丝的直径表达式为: 。
要测电阻丝的长度需要直接测量的物理量是(写出测量工具和物理量的文字及符
号): 。
电阻丝的长度表达式为: 。
| 编号 | 材料 | 长度L/m | 横截面积S/mm2 |
| A | 镍铬合金 | 0.80 | 0.80 |
| B | 镍铬合金 | 0.50 | 0.50 |
| C | 镍铬合金 | 0.30 | 0.50 |
| D | 镍铬合金 | 0.30 | 1.00 |
| E | 康铜丝 | 0.30 | 0.50 |
| F | 康铜丝 | 0.80 | 0.80 |
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