9．霍爾元件可以用來檢測磁場及其變化，測量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：

（1）制造霍爾元件的半導(dǎo)體參與導(dǎo)電的自由電荷帶負(fù)電，電流從乙圖中霍爾元件左側(cè)流入，右側(cè)流出，所測磁場的方向豎直向下，霍爾元件前（填“前”或“后”） 表面電勢高；
（2）已知霍爾元件單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，霍爾元件長為a，寬為b，高為h，為測量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，還必須測量的物理量有電壓表讀數(shù)U，電流表讀數(shù)I（寫出具體的物理量名稱及其符號(hào)），計(jì)算式B=$\frac{nqhU}{I}$．

分析 （1）磁場是直線電流產(chǎn)生，根據(jù)安培定則判斷磁場方向，再根據(jù)左手定則判斷負(fù)電荷的受力分析，得到前后表面的電勢高低關(guān)系；
（2）根據(jù)載流子受累積電荷的電場力和洛倫茲力而平衡列式，再根據(jù)電流的微觀表達(dá)式列式，最后聯(lián)立求解即可．

解答 解：（1）磁場是直線電流產(chǎn)生，根據(jù)安培定則，磁場方向向下；電流向右，根據(jù)左手定則，安培力向內(nèi)，載流子是負(fù)電荷，故后表面帶負(fù)電，前表面帶正電，故前表面電勢較高；
（2）霍爾元件長為a，寬為b，高為h，最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，有：$\frac{qU}$=qvB
根據(jù)電流微觀表達(dá)式，有：
I=neSv=ne（hb）v
聯(lián)立解得：B=$\frac{nqhU}{I}$，故還必須測量的物理量有：電壓表讀數(shù)U，電流表讀數(shù)I；
故答案為：
（1）前；（2）電壓表讀數(shù)U，電流表讀數(shù)I；$\frac{nqhU}{I}$．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確霍耳電壓的產(chǎn)生原理，要能夠根據(jù)平衡條件和電流微觀表達(dá)式列式分析；還要注意控制電路和測量電路的接法；不難．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

1．兩束不同的單色光a、b分別斜射到半圓形玻璃磚的圓弧面上，a光束從圓弧面頂端入射，AB是圓的直徑，大小為d，折射光線均照射到半圓直徑的B端，出射光線方向相同，光線如圖所示，a、b兩束單色光在玻璃磚中傳播的時(shí)間分別為t1、t2．
①試證明a在O點(diǎn)的入射光線與a在B點(diǎn)的出射光線平行；
②試比較t1、t2的大小關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

2．動(dòng)量守恒定律是一個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)定律，它適用于目前為止物理學(xué)研究的一切領(lǐng)域．運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解決二維問題時(shí)，可以在相互垂直的x、y兩個(gè)方向上分別研究．
（1）如圖1所示，質(zhì)量分別為m1、m2的球1和球2構(gòu)成的系統(tǒng)，不考慮系統(tǒng)的外力作用．球1以速度v1（方向沿x軸正向）與靜止的球2碰撞，若速度v1不在兩球球心的連線上，碰撞之后兩球的速度v1′、v2′都會(huì)偏離v1的方向，偏角分別為θ和φ，且v1、m1、m2、θ、φ均已知．
a．請(qǐng)寫出計(jì)算v1′、v2′的大小時(shí)主要依據(jù)的關(guān)系式；
b．請(qǐng)分析說明球1對(duì)球2的平均作用力F的方向．
（2）如圖2所示，美國物理學(xué)家康普頓及其團(tuán)隊(duì)將X射線入射到石墨上，發(fā)現(xiàn)被石墨散射的X射線中除了有與入射波長相同的成分外，還有與入射波長不同的成分．我國物理學(xué)家吳有訓(xùn)在此項(xiàng)研究中也做出了突出貢獻(xiàn)，因此物理學(xué)界也把這一效應(yīng)稱為“康普頓-吳效應(yīng)”．由于這一現(xiàn)象很難用經(jīng)典電磁理論解釋，所以康普頓提出光子不僅有能量，也具有動(dòng)量，光子的動(dòng)量p與其對(duì)應(yīng)的波長λ之間的關(guān)系為p=$\frac{h}{λ}$（h為普朗克常量）．進(jìn)一步研究表明X射線的散射實(shí)質(zhì)是單個(gè)光子與單個(gè)電子發(fā)生碰撞的結(jié)果．由于電子的速度遠(yuǎn)小于光的速度，可認(rèn)為電子在碰撞前是靜止的．現(xiàn)探測到散射X射線的波長不同于入射X射線的波長，請(qǐng)你構(gòu)建一個(gè)合理的相互作用模型，解決以下問題：
a．請(qǐng)定型分析散射后X射線的波長λ′與入射X射線的波長λ的大小關(guān)系；
b．若已知入射X射線的波長為λ，散射后X射線的波長為λ′．設(shè)散射X射線相對(duì)入射方向的偏轉(zhuǎn)角為θ．求θ=$\frac{π}{2}$時(shí)電子獲得的動(dòng)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

17．如圖所示，甲為一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象．則該機(jī)械波的傳播速度為20m/s；
在t=0.25s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q的加速度小于（填“大于”或“小于”）質(zhì)點(diǎn)P的加速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

4．如圖所示為一個(gè)多量程多用電表的簡化電路圖．單刀多擲開關(guān)S 可以與不同接點(diǎn)連接．當(dāng)S接1 或2 時(shí)為電流檔；當(dāng)S接3或4時(shí)為歐姆檔；當(dāng)S接5或6時(shí)為電壓檔．（填“電流檔”“電壓檔”“歐姆檔”）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的人造地球衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R．下列說法正確的是（　�。�
A．三顆人造衛(wèi)星都處于平衡狀態(tài)
B．地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為$\frac{GMm}{{{{（r-R）}^2}}}$
C．每兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為$\frac{{G{m^2}}}{{3{r^2}}}$
D．三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力大小為0

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

1．如圖所示，離地面某高處有一兩端開口圓管豎直放置，質(zhì)量M=2kg，管長L=3m，一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小球從圓管頂端靜止釋放，先保持圓管靜止不動(dòng)，小球在管內(nèi)下落高度h=1m時(shí)獲得的速度為v=4m/s，從此刻開始，對(duì)管施加一個(gè)豎直向下、大小為F=10N的恒定拉力，使管開始向下運(yùn)動(dòng)，已知小球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程圓管一直在空中運(yùn)動(dòng)，小球在管內(nèi)所受的滑動(dòng)摩擦力大小處處相等，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，求：
（1）小球在管內(nèi)所受的滑動(dòng)摩擦力大小；
（2）管與小球的速度相等時(shí)管的速度大小；
（3）小球從釋放到最終脫離圓管經(jīng)歷的總時(shí)間．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．如圖所示，一個(gè)圓筒豎直放置于靜止?fàn)顟B(tài)，若在筒的上口由靜止釋放一個(gè)小球，經(jīng)過t時(shí)間，小球剛好穿過圓筒；若在上口處沿筒的軸線向上以一定的初速度拋出一個(gè)小球，經(jīng)過t時(shí)間釋放圓筒，結(jié)果小球運(yùn)動(dòng)2t時(shí)間剛好穿過圓筒，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g，則小球拋出的初速度大小為為（　　）
A．$\frac{1}{2}$gtB．gtC．$\frac{3}{2}$gtD．2gt

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．某同學(xué)想粗測一下粗細(xì)均勻的某金屬導(dǎo)線的電阻率，他先用螺旋測微器測出該導(dǎo)線的直徑為d=0.200mm，然后用刻度尺測出導(dǎo)線的長度為1.0×103mm，用調(diào)好的歐姆表測出導(dǎo)線的電阻為5.0Ω，由此可算得該銅導(dǎo)線的電阻率約為（　�。�
A．1.57×10-7Ω•mB．1.57×10-7Ω/mC．1.57×10-8Ω•mD．1.57×10-8Ω/m

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