如题图5甲,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 |
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(1)根据表中数据在给定坐标系(题图5丁)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。题图5乙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题图5丙所示。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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在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图乙所示,产生的交变电动势随时间变化规律的图象如
图甲所示,已知发
电机线圈内阻
为1.0
,外接一只电阻为9.0
的灯泡,则
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A.电压表V的示数为20V
B.电路中的电流方向每秒改变5次
C.灯泡实际消耗的功率为36W
D.值电动势随时间变化的瞬时表达式为![]()
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正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略;其速率均为V,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。
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在绝缘粗糙的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定电量不等的正电荷,两电荷的位置坐标如图(甲)所示,已知B处电荷的电量为+Q。图(乙)是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图像,图中x=L点为图线的最低点,x=-2L处的纵坐标φ=φ0,x=0处的纵坐标φ=
φ0,x=2L处的纵坐标φ=
φ0。若在x=-2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为+q的带电物块(可视为质点),物块随即向右运动。 求:
(1)固定在A处的电荷的电量QA ;
(2)为了使小物块能够到达x=2L处,试讨论小物块与水平面间的动摩擦因数μ所满足的条件;
(3)若小物块与水平面间的动摩擦因数μ=
,小物块运动到何处时速度最大?并求最大速度vm;
(4)试画出μ取值不同的情况下,物块在AB之间运动大致的速度-时间关系图像。
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激光器是发射激光的装置。一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光,每道闪光称为一个光脉冲.若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10-11s,波长为694.3nm,发射功率为1.0×1010W,问:
(1)每列光脉冲的长度是多少?
(2)用红宝石激光器照射皮肤上色斑,每10mm2色斑上吸收能量达到60J以后,便逐渐消失,一颗色斑的面积为50mm2,则要吸收多少个红宝石激光脉冲,才能逐渐消失?
(3)若激光束在真空中沿直线AB传播,于玻璃球表面的B点经折射进入小球,并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中,已知∠BOD=120°,玻璃球对该激光的折射率为
,光在真空中的传播速度为c,求此激光束在玻璃中穿越的时间。
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如图,绝缘长方体B置于水平面上,两端固定一对平行带电极板,极板间形成匀强电场,电场强度E=1.2×104N/C。长方体B的上表面光滑,下表面与水平面的动摩擦因数μ=0.05(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同)。B与极板的总质量mB=1kg。带正电的小滑块A的电荷量qA=1×10-4C、质量mA=0.6kg。假设A所带的电量不影响极板间的电场分布。t=0时刻,小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度vA=1.6m/s向左运动,同时,B(连同极板)以相对地面的速度vB=0.4m/s向右运动。
(1)求B受到的摩擦力和电场力的大小;
(2)若A最远能到达b点,求a、b间的距离L;
(3)求从t=0时刻至A运动到b点时,电场力对B做的功。
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如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁感应强度为B,∠A=60°,AO=a.在O点放置一个粒子源,可以向各个方向发射某种带负电粒子,粒子的比荷为q/m,发射速度大小都为v0,且满足v0=
,发射方向由图中的角度θ表示.对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用),下列说法正确的是( )
A.粒子有可能打到A点
B.以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C.以θ<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出
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如图所示,固定于同一条竖直线上的点电荷A、B相距为2d ,电量分别为+Q和-Q。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电量为+q(可视为点电荷,q远小于Q),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v。已知MN与AB之间的距离也为d,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)C、O间的电势差UCO;
(2)小球p经过O点时的加速度;
(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时速度的大小。
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下列说法正确的是( )
A.知道某物质的摩尔质量和密度,可求出阿伏加德罗常数。
B.布朗运动反映了分子在做无规则的热运动。
C.没有摩擦的理想热机可以把吸收的热量全部转化为机械能。
D.内能不同的物体,分子运动的平均动能可能相同
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