如圖，圖（1）將一金屬薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．且滿足UM=kIB/d，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(qiáng)度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測(cè)量相應(yīng)的UM，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
UM（?10-1V） 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
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（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)系中畫出圖線；
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（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(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．圖（2）是霍爾測(cè)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(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反．霍爾元件置于被測(cè)圓盤的邊緣附近．當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖象如圖（3）所示．若在時(shí)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(dá)式：
 
．
分析：（1）由左手定則可判斷出電子的運(yùn)動(dòng)方向，從而判斷f和c兩側(cè)的電荷聚集情況，聚集正電荷的一側(cè)電勢(shì)高．
（2）根據(jù)題中所給的霍爾電勢(shì)差和霍爾系數(shù)的關(guān)系，結(jié)合電場(chǎng)力與洛倫茲力的平衡，可求出霍爾系數(shù)的表達(dá)式．
（3）由轉(zhuǎn)速時(shí)間以及圓盤的周邊永久磁體的個(gè)數(shù)，可表示出霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目，從而表示出圓盤轉(zhuǎn)速．
解答：精英家教網(wǎng)解：（1）如右圖
（2）由題意得：UM=k
IB
d

由圖象可知
UM
I
=
1.1+1.9+3.4+4.5+6.2+6.8
3+6+9+12+15+18
=0.38
解得：k=UM
d
IB
=0.38×
0.4
0.1
≈1.5×10-3
（3）由于在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則有：
 P=mNt
圓盤轉(zhuǎn)速為  N=
P
mt

故答案為：（1）如圖；（2）1.5；（3）N=
P
mt
點(diǎn)評(píng)：考查了霍爾元件的特點(diǎn)及工作原理，會(huì)利用圖象解決基本的問(wèn)題．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?徐州一模）如圖甲所示，兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌問(wèn)距為L(zhǎng)=1m，兩導(dǎo)軌的，上端間接有電阻，阻值R=2Ω 虛線OO′下方是垂宣予導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T，現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg電阻不計(jì)的金屆桿ab，從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿在下落的過(guò)程中與導(dǎo)軌保持良好接觸，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．已知金屬桿下落0.3m的過(guò)程中加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示．求：
（1）金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度多大？下落了0.3m時(shí)速度為多大？
（2）金屬桿下落0.3m的過(guò)程中，在電阻R上產(chǎn)生的熱量？
（3）金屬桿下落0.3m的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（Ⅰ）為了測(cè)定木塊與木板（一端帶有光滑滑輪）之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，利用手頭現(xiàn)有的器材：木塊、木板、彈簧秤、刻度尺、細(xì)繩、砂桶、細(xì)砂，甲、乙兩位同學(xué)各設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案；精英家教網(wǎng)
甲的方案是：如圖（1）所示，將木板固定在水平桌面上，讓砂桶帶動(dòng)木塊勻速運(yùn)行．
乙的方案是：如圖（2）所示，用彈簧秤水平拉住木塊，拉動(dòng)木板從木塊下面抽出的過(guò)程中，保持木塊不動(dòng)．
你認(rèn)為誰(shuí)的實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量誤差較小
 

（Ⅱ）下列四幅圖為現(xiàn)行高，中課本中的四個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)：電路的實(shí)物連線圖：A為“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的電路、B為“測(cè)定金屈絲的電阻率”的電路、C為“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的電路、D為“把電流表改裝為電壓表”的校表電路．
其中有一幅圖不符合實(shí)驗(yàn)要求，試判斷這幅圖是
 
 （填寫圖的編號(hào)）．
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（Ⅲ）有一額定電壓為10V、額定功率在10-15W之間的用電器，為了測(cè)定它的額定功率，現(xiàn)有下面器材可供選用：
電源E一個(gè)，電動(dòng)勢(shì)力15V，內(nèi)阻不計(jì)
直流電壓表V0一個(gè)，量程為0-3V，內(nèi)阻為2kC）
直流電流表A0一個(gè)，雙量程0～0.6A～3A，內(nèi)阻不計(jì)
滑動(dòng)變阻器R器-個(gè)，規(guī)格0～15Q、2.0A
定值電阻三個(gè)：Rl=lkΩ、R2=2kΩ、R3二5kΩ
單刀單擲開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干根
（1）為完成測(cè)量，應(yīng)將電壓表V0進(jìn)行改裝，若改裝成量程為12V的電壓表V，在三個(gè)給定的定值電阻中應(yīng)選用：
 

將改裝成的v表內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路圖畫在答題紙的虛線框內(nèi)：
（2）若該用是器止常工作時(shí)，電流表的指針如圖所示，則它的額定功率為
 
W．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，間距為L(zhǎng)的兩根平行金屬導(dǎo)軌彎成“L ”形，豎直導(dǎo)軌面與水平導(dǎo)軌面 均足夠長(zhǎng)，整個(gè)裝置處于豎直向上大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量均為m、阻值均為R的導(dǎo) 體棒ab、cd均垂直于導(dǎo)軌放置，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為u;當(dāng)導(dǎo)體棒cd在水平 恒力作用下以速度v0沿水平導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，釋放導(dǎo)體棒ab，它在豎直導(dǎo)軌上勻加速下滑。(導(dǎo)體棒ab、cd與導(dǎo)軌間接觸良好且接觸點(diǎn)及金 屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì);已知重力加速度為g)求：

(1)    導(dǎo)體棒cd向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中的電流 大��；

(2)    導(dǎo)體棒ab勻加速下滑的加速度大��；

(3)    若在某時(shí)刻,將導(dǎo)體棒cd所受水平恒力撤 去，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，導(dǎo)體棒cd靜止，此過(guò)程流經(jīng)導(dǎo)體棒cd的電荷量為q，則這一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒cd產(chǎn)生的焦耳熱為多少。

 

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，兩等大的平行金屑板相距為d=2.50m，板間有一內(nèi)壁光滑的硬塑料管處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1．43T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，管內(nèi)有一半徑可以忽略不計(jì)的帶電小球，球的質(zhì)量為m=12．0g，電荷量為q=0.100C．板的右側(cè)有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.00m的正方形線圈，線圈在同樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電壓經(jīng)過(guò)一理想的整流(將交流變成直流)裝置后，輸出的恒定電壓等于該交變電壓的有效值。兩金屬板間未加電壓時(shí),小球在管中沿逆時(shí)針?lè)较蜃鲎兯賵A周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速率為v=8.00m/s，此時(shí)球?qū)鼙诘膲毫榱悖裟硶r(shí)刻將整流裝置輸出后的直流電壓加在兩金屬板間，此后小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，求(線圈電阻不計(jì)，g取10m/s2) 

(1)兩板間未加電壓時(shí)，小球在管的最左端受到管壁作用力的大小和方向；

(2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字．)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

由于受地球盛行風(fēng)帶的影響，海水在海洋表層形成了常年穩(wěn)定的定向流動(dòng)叫洋流。洋流中蘊(yùn)藏著巨大的動(dòng)力資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界大洋中所有洋流的發(fā)電能力達(dá)109 kW。早在19世紀(jì)法拉第就曾設(shè)想，利用磁場(chǎng)使洋流發(fā)電。因?yàn)楹Ｋ泻写罅康膸щ婋x子，這些離子隨洋流做定向運(yùn)動(dòng)，如果有足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)能使這些帶電離子向相反方向偏轉(zhuǎn)，便有可能發(fā)出電來(lái)。

如圖為洋流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，上、下兩塊金屬板MN水平放置浸沒(méi)在海水里，金屬板面積均為S=1．0×103m2，板間相距d=100 m，海水的電阻率ρ=0．25 Ω·m。在金屬板之間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．1T。方向由南向北，海水從東向西以速度v=5 m／s流過(guò)兩金屑板之間，將在兩板之間形成電勢(shì)差。求：

(1)由金屬板和海水流動(dòng)所構(gòu)成的電源的電動(dòng)勢(shì)E及其內(nèi)電阻r各為多少?

(2)若用此發(fā)電裝置給一電阻為20Ω的航標(biāo)燈供電，則在8h內(nèi)航標(biāo)燈所消耗的電能為多少?

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