霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一,近期我國(guó)科學(xué)家在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究上取得了突破性進(jìn)展。如圖丙所示,在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I,同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B,在M、N間出現(xiàn)電壓UH,這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),UH稱為霍爾電壓,且滿足,式中d為薄片的厚度,k為霍爾系數(shù)。某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)。
①若該半導(dǎo)體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導(dǎo)電,電流與磁場(chǎng)方向如圖丙所示,該同學(xué)用電壓表測(cè)量UH時(shí),應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與_________(填“M”或“N”)端通過(guò)導(dǎo)線相連。
②已知薄片厚度d=0.40mm,該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T不變,改變電流I的大小,測(cè)量
I(×10-3 A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
UH(×10-3 V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
相應(yīng)的UH值,記錄數(shù)據(jù)如下表所示。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定區(qū)域內(nèi)(見答題卡)畫出UH—I圖線,利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為_______________(保留2位有效數(shù)字)。
③該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測(cè)量,取兩個(gè)方向測(cè)量的平均值,可以減小霍爾系數(shù)的測(cè)量誤差,為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的測(cè)量電路,S1、S2均為單刀雙擲開關(guān),虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫出)。為使電流從Q端流入,P端流出,應(yīng)將S1擲向_______(填“a”或“b”), S2擲向_______(填“c”或“d”)。
為了保證測(cè)量安全,該同學(xué)改進(jìn)了測(cè)量電路,將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中。在保持其它連接不變的情況下,該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件____________和__________(填器件代號(hào))之間。
圖丁
M
如右圖所示,1.5(1.4或1.6)
b,c;S1,E
【KS5U解析】(1)由游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)原理可知測(cè)內(nèi)經(jīng),應(yīng)選游標(biāo)卡尺的內(nèi)測(cè)量腳,故選填A(yù);游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm,游標(biāo)尺的讀數(shù)為50.05mm=0.25mm,故鋼筆帽的內(nèi)徑為11.25mm。
(2)①由于導(dǎo)電空穴為帶正電的粒子,由電流方向和磁場(chǎng)方向結(jié)合左手定則可判斷出正粒子向M板偏轉(zhuǎn),故M板的電勢(shì)高,電壓表的“+”接線柱應(yīng)與M端連接。
②根據(jù)表格數(shù)據(jù),在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)、連線,注意使圖線盡可能多的穿過(guò)坐標(biāo)點(diǎn),不在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè),誤差較大的點(diǎn)予以舍去。(作圖暫略)。
由題意知,即圖線的斜率表示,將已知數(shù)據(jù)代入可求得。
③外電路中,電流由電源正極流出,經(jīng)用電器流入電源負(fù)極,故接b,接c時(shí),電流自Q端流入P端流出;為了避免開關(guān)接錯(cuò)位置導(dǎo)致電源短路而被燒壞,應(yīng)在開關(guān)和電源E之間串聯(lián)一保護(hù)電阻。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解
IB |
d |
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 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
IB |
d |
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 |
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科目:高中物理 來(lái)源:2013年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試物理(山東卷帶解析) 題型:問答題
(1)圖甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖,當(dāng)測(cè)量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí),應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的__________(填“A”“B”或“C”)進(jìn)行測(cè)量;示數(shù)如圖乙所示,該鋼筆帽的內(nèi)徑為________mm。
(2)霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一,近期我國(guó)科學(xué)家在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究上取得了突破性進(jìn)展。如圖丙所示,在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I,同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B,在M、N間出現(xiàn)電壓UH,這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),UH稱為霍爾電壓,且滿足,式中d為薄片的厚度,k為霍爾系數(shù)。某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)。
①若該半導(dǎo)體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導(dǎo)電,電流與磁場(chǎng)方向如圖丙所示,該同學(xué)用電壓表測(cè)量UH時(shí),應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與_________(填“M”或“N”)端通過(guò)導(dǎo)線相連。
②已知薄片厚度d=0.40mm,該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T不變,改變電流I的大小,測(cè)量相應(yīng)的UH值,記錄數(shù)據(jù)如下表所示。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定區(qū)域內(nèi)(見答題卡)畫出UH—I圖線,利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為_______________(保留2位有效數(shù)字)。
③該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測(cè)量,取兩個(gè)方向測(cè)量的平均值,可以減小霍爾系數(shù)的測(cè)量誤差,為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的測(cè)量電路,S1、S2均為單刀雙擲開關(guān),虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫出)。為使電流從Q端流入,P端流出,應(yīng)將S1擲向_______(填“a”或“b”),S2擲向_______(填“c”或“d”)。
為了保證測(cè)量安全,該同學(xué)改進(jìn)了測(cè)量電路,將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中。在保持其它連接不變的情況下,該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件____________和__________(填器件代號(hào))之間。
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科目:高中物理 來(lái)源:2013年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測(cè)試物理(山東卷解析版) 題型:簡(jiǎn)答題
(1)圖甲為一游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)示意圖,當(dāng)測(cè)量一鋼筆帽的內(nèi)徑時(shí),應(yīng)該用游標(biāo)卡尺的__________(填“A”“B”或“C”)進(jìn)行測(cè)量;示數(shù)如圖乙所示,該鋼筆帽的內(nèi)徑為________mm。
(2)霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一,近期我國(guó)科學(xué)家在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究上取得了突破性進(jìn)展。如圖丙所示,在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I,同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B,在M、N間出現(xiàn)電壓UH,這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),UH稱為霍爾電壓,且滿足,式中d為薄片的厚度,k為霍爾系數(shù)。某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定該半導(dǎo)體薄片的霍爾系數(shù)。
①若該半導(dǎo)體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導(dǎo)電,電流與磁場(chǎng)方向如圖丙所示,該同學(xué)用電壓表測(cè)量UH時(shí),應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與_________(填“M”或“N”)端通過(guò)導(dǎo)線相連。
②已知薄片厚度d=0.40mm,該同學(xué)保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.10T不變,改變電流I的大小,測(cè)量相應(yīng)的UH值,記錄數(shù)據(jù)如下表所示。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定區(qū)域內(nèi)(見答題卡)畫出UH—I圖線,利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為_______________(保留2位有效數(shù)字)。
③該同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),使半導(dǎo)體薄片中的電流反向再次測(cè)量,取兩個(gè)方向測(cè)量的平均值,可以減小霍爾系數(shù)的測(cè)量誤差,為此該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的測(cè)量電路,S1、S2均為單刀雙擲開關(guān),虛線框內(nèi)為半導(dǎo)體薄片(未畫出)。為使電流從Q端流入,P端流出,應(yīng)將S1擲向_______(填“a”或“b”),S2擲向_______(填“c”或“d”)。
為了保證測(cè)量安全,該同學(xué)改進(jìn)了測(cè)量電路,將一合適的定值電阻串聯(lián)在電路中。在保持其它連接不變的情況下,該定值電阻應(yīng)串聯(lián)在相鄰器件____________和__________(填器件代號(hào))之間。
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