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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同步練習(xí)冊(cè)答案