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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,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。

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

根据表中数据在右边方框内画出UH-I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为__________×10-3VmA-1T-1(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2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。


答案:①M   ②图略,1.5(1.4或1.6)③bc;S1E(或S2E


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图9—1所示电路,闭合开关S,当R1的滑动触头向右移动,使电压表V1的示数变化ΔU1时,电压表V2的示数变化为ΔU2,ΔU1、ΔU2均为其变化的绝对值,则(    )

A.ΔU1U2

B.ΔU1U2

C.ΔU1U2

D.不能判断ΔU1和ΔU2的大小关系

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一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5πt,位移y的单位为m,时间t的单位为s。则(    )

A. 弹簧振子的振幅为0.2m                 B.弹簧振子的周期为1.25s

C. 在t = 0.2s时,振子的运动速度为零     D.在任意0.2s时间内,振子的位移均为0.1m

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在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均值)

(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干。某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的_____图(选填“甲”或“乙”)。

(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立UI坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点。请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出UI图线。由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字)。

(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)。

A.1×10-2Ωm     B.1×10-3Ωm     C.1×10-6Ωm    D.1×10-8Ωm

(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项)。

A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差

B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C.若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差

D.用UI图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

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科目:高中物理 来源: 题型:


在练习使用多用表的实验中

(1)某同学连接的电路如图所示

①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过________的电流;

②若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是________两端的电压。

③若断开电路中的电键,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是________的电阻;

(2)(单选)在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,若(   )

(A)双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大

(B)测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量

(C)选择“10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值小于25

(D)欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大

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图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。

②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标1/a为纵坐标,在坐标纸上做出1/a-m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则1/a与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。

(2)完成下列填空:

(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。

(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=__________mm,s3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2(加速度计算结果保留2位有效数字)。

 

(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为______,小车的质量为______。

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甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的_____(填“A”、“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为________mm。

 

 

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如图所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态.现缓慢减小木板的倾角θ,在此过程中,下列说法正确的是(  )

A.A受到的压力逐渐变大

B.A受到的摩擦力逐渐变大

C.CB的压力逐渐变大

D.C受到三个力的作用

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质量分别为m1m2的两个小物块用轻绳连接,m1=4m0,m2=5 m0。绳跨过位于倾a=37°的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示。m1悬空,m2放在斜面上,m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端,用时为t。已知重力加速度为g,sin370=0.6,cos370=0.8。求:

(1)将m1m2位置互换,使m2悬空,m1放在斜面上,m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端,两次绳中拉力之比;

(2)将m1悬空,m2放在斜面上,增加m2的质量,使m2从斜面顶端由静止开始运动至斜面底端的时间也为tm2增加的质量。

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