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21．解析:(I)①10.55 ②3.618瞬時速度等于極短時間或極短位移內(nèi)的平均速度【查看更多】

題目列表(包括答案和解析)

解析：電流I＝＝＝＝3.1×10^－⁷ A，故A項正確。

答案：A

霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一，近期我國科學(xué)家在該領(lǐng)域的實驗研究上取得了突破性進展．如圖1所示，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現(xiàn)電壓U_H，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，U_H稱為霍爾電壓，且滿足UH=k

，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．某同學(xué)通過實驗來測定該半導(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，電流與磁場方向如圖1所示，該同學(xué)用電壓表測量U_H時，應(yīng)將電壓表的“+”接線柱與

（填“M”或“N”）端通過導(dǎo)線相連．
②已知薄片厚度d=0.40mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應(yīng)的U_H值，記錄數(shù)據(jù)如下表所示．

I（×10^-3A）	3.0	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0
U_H（×10^-3V）	1.1	1.9	3.4	4.5	6.2	6.8

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在表格中畫出U_H-I圖線，利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)為

×10^-3V?m?A^-1?T^-1（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量，取兩個方向測量的平均值，可以減小霍爾系數(shù)的測量誤差，為此該同學(xué)設(shè)計了如圖2所示的測量電路，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”）．
為了保證測量安全，該同學(xué)改進了測量電路，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）之間．

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霍爾效應(yīng)是電磁基本現(xiàn)象之一，在現(xiàn)代汽車上廣泛應(yīng)用霍爾器件：ABS系統(tǒng) 中的速度傳感器、汽車速度表等．如圖1，在一矩形半導(dǎo)體薄片的P、Q間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在M、N間出現(xiàn)電壓U_H，這個現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，U_H稱為霍爾電壓，且滿足U_H=k

，式中k為霍爾系數(shù)，由半導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定，d為薄片的厚度．利用霍爾效應(yīng)可以測出磁場中某處的磁感應(yīng)強度B．

（1）為了便于改變電流方向作研究，設(shè)計如圖2的測量電路，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P端流入，Q端流出，應(yīng)將S₁擲向

（填“a”或“b”），S₂擲向

（填“c”或“d”）．
（2）已知某半導(dǎo)體薄片厚度d=0.40mm，霍爾系數(shù)為1.5×10^-3V?m?A^-1?T^-1，保持待測磁場磁感應(yīng)強度B不變，改變電流I的大小，測量相應(yīng)的U_H值，記錄數(shù)據(jù)如表．

I（×10^-3A）	3.0	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0
U_H（×10^-3V）	1.1	1.9	3.4	4.5	6.2	6.8

根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定區(qū)域內(nèi)圖3中畫出U_H-I圖線，利用圖線求出待測磁場B為

T．
（3）利用上述方法，可以粗略測出磁場的分布．為了更精細測出磁場的分布，可采取的措施有

（A）選用厚度較薄的半導(dǎo)體薄片
（B）選用厚度較厚的半導(dǎo)體薄
（C）選用霍爾系數(shù)k大的半導(dǎo)體薄片
（D）增大電流強度I．

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如圖，圖（1）將一金屬薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側(cè)面a、b間通以電流I時，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．且滿足U_M=kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)．
某同學(xué)通過實驗來測定該金屬的霍爾系數(shù)．已知該薄片的厚度d=0.40mm，該同學(xué)保持磁感應(yīng)強度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應(yīng)的U_M，記錄數(shù)據(jù)如下表所示．

I（?10^-1A）	3.0	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0
U_M（?10^-1V）	1.1	1.9	3.4	4.5	6.2	6.8

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)系中畫出圖線；

（2）利用圖線求出該材料的霍爾系數(shù)k=

×10^-3V?m?A^-1?T^-1（保留2位有效數(shù)字）；
（3）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域．圖（2）是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖象如圖（3）所示．若在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則圓盤轉(zhuǎn)速N的表達式：

．

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在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，除有一標(biāo)有“6 V，1.5 W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外，還有：

A．直流電源6 V(內(nèi)阻不計)

B．直流電流表0～3 A(內(nèi)阻0.1 Ω以下)

C．直流電流表0～300 mA(內(nèi)阻約為5 Ω)

D．直流電壓表0～10 V(內(nèi)阻約為15 kΩ)

E．滑動變阻器10 Ω，2 A

F．滑動變阻器1 kΩ，0.5 A

實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量．

(1)實驗中電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________(均用序號表示)．

(2)在方框內(nèi)畫出實驗電路圖．