20．霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理如圖所示，磁場(chǎng)方向沿x軸正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x的變化關(guān)系為B=B0+kx（B0、k均為大于零的常數(shù)）．薄形霍爾元件的工作面垂直于x軸，通過的電流I方向沿z軸負(fù)方向，霍爾元件沿x軸正方向以速度v勻速運(yùn)動(dòng)． 要使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)差變化得快，可以采取的方法是（　�。�
A．增大 IB．增大B0C．減小kD．增大v

分析 霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子，自由電子受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而可知道上下表面電勢(shì)的高低．上下兩表面分別帶上正負(fù)電荷，從而形成電勢(shì)差，最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡．

解答 解：最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的上下表面的間距為d，有：
q$\frac{U}sf4kqex$=qvB
電流的微觀表達(dá)式為：
I=nqvS
聯(lián)立解得：
U=$\frac{BdI}{nqS}$①
A、由①式，U∝I；增加電流時(shí)，元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)差變化得快；故A正確；
B、C、D、由①式，U∝B；霍爾元件沿x軸正方向以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，要使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)差變化得快，則需要磁感應(yīng)強(qiáng)度變化加快；由于B=B0+kx，根據(jù)可以通過增加k或v來使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)差變化得快；故B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤，D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子，最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡，上下表面形成穩(wěn)定的電勢(shì)差．

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：解答題

10．如圖1所示，在光滑絕緣的水平面上，存在平行于水平面向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E=1.0×105N/C．水平面上放置兩個(gè)靜止的小球A和B（均可看作質(zhì)點(diǎn)），兩小球質(zhì)量均為m=0.10kg，A球帶電量為Q=+1.0×10-5C，B球不帶電，A、B連線與電場(chǎng)線平行．開始時(shí)兩球相距L=5.0cm，在電場(chǎng)力作用下，A球開始運(yùn)動(dòng)（此時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，即t=0），后與B球發(fā)生對(duì)心碰撞，碰撞過程中A、B兩球總動(dòng)能無損失，碰后兩球交換速度．設(shè)在各次碰撞過程中，A、B兩球間無電量轉(zhuǎn)移，且不考慮兩球碰撞時(shí)間及兩球間的萬有引力．求：

（1）第一次碰撞結(jié)束瞬間B球的速度為多大？從A球開始運(yùn)動(dòng)到發(fā)生第一次碰撞所經(jīng)歷的時(shí)間是多少？
（2）分別在如圖2的坐標(biāo)系中，用實(shí)線作出A、B兩球從計(jì)時(shí)零點(diǎn)開始到即將發(fā)生第三次碰撞這段時(shí)間內(nèi)的v-t圖象．要求寫出必要的演算推理過程．
（3）從計(jì)時(shí)零點(diǎn)開始到即將發(fā)生第三次碰撞的這段時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)力共做了多少功？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

11．圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，電阻為r=2Ω矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與右側(cè)電路連接，右側(cè)電路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0=$\frac{40}{7}$Ω，滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央，定值電阻R1=R0、R2=$\frac{{R}_{0}}{2}$，其它電阻不計(jì)．從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，閉合開關(guān)S，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中理想交流電壓表示數(shù)是10V，圖乙是矩形線圈磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象．則下列正確的是（　�。�
A．電阻R2上的熱功率為$\frac{5}{7}$W
B．0.02 s時(shí)滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓瞬時(shí)值為零
C．線圈產(chǎn)生的e隨時(shí)間t變化的規(guī)律是e=10$\sqrt{2}$cos100πt（V）
D．線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)到t=$\frac{1}{600}$s的過程中，通過R1的電荷量為$\frac{\sqrt{2}}{200π}$C

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及開關(guān)如圖連接．在開關(guān)閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)他將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P向左加速滑動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)．
①在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖；
②若將線圈A中鐵芯向上拔出，則能引起電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)；若斷開開關(guān)，能引起電流計(jì)指針右偏轉(zhuǎn)； 若滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端P勻速向右滑動(dòng)，能使電流計(jì)指針左偏轉(zhuǎn)．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．如圖甲所示，豎直平面內(nèi)有兩根間距為d的足夠長(zhǎng)平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒夾在兩導(dǎo)軌間，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦不計(jì)，導(dǎo)軌間存在垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，在0～t0時(shí)間內(nèi)，作用一外力使導(dǎo)體棒靜止，此時(shí)導(dǎo)體棒距上端電阻R距離為d，在t0時(shí)刻撤去外力．已知重力加速度為g，試求：
（1）t0時(shí)刻導(dǎo)體棒中的電流大小和方向；
（2）導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度v；
（3）若從靜止開始到導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度，電阻R產(chǎn)生的熱量為Q，則這個(gè)過程中導(dǎo)體棒下落的高度h．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系作出了貢獻(xiàn)．下列說法中不正確的是（　�。�
A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系
B．歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系
C．安培提出了分子電流假說，揭示了磁現(xiàn)象的本質(zhì)
D．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量得出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．在利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：
（1）動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能減少量的主要原因是C．
A．重物下落的實(shí)際距離大于測(cè)量值                          B．重物下落的實(shí)際距離小于測(cè)量值
C．重物下落受到阻力                                      D．重物的實(shí)際末速度大于計(jì)算值
（2）有一條紙帶，各點(diǎn)距A點(diǎn)的距離分別為d1，d2，d3，…，如圖1所示，各相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間．要用它來驗(yàn)證C和F兩點(diǎn)處機(jī)械能是否守恒，從C運(yùn)動(dòng)到F的過程中，若有關(guān)系式（$\frac{c3qgpco_{6}-ndboclo_{4}}{2T}$）2-（$\frac{gngfdsl_{3}-enjvijq_{1}}{2T}$）2=2g（d5-d2）時(shí)（用圖中的物理量符號(hào)表示），則機(jī)械能守恒．

（3）讀出圖中游標(biāo)卡尺（圖2a）（10分度）和螺旋測(cè)微器（圖2b）的讀數(shù)：游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為29.8mm；螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為6.701-6.705mm．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．“太空粒子探測(cè)器”是由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡(jiǎn)化如下：如圖1所示，輻射狀的加速電場(chǎng)區(qū)域邊界為兩個(gè)同心平行半圓弧面，圓心為O，外圓弧面AB的半徑為L(zhǎng)，電勢(shì)為φ1，內(nèi)圓弧面CD的半徑為$\frac{L}{2}$，電勢(shì)為φ2．足夠長(zhǎng)的收集板MN平行邊界ACDB，O到MN板的距離OP為L(zhǎng)．假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB圓弧面上，并被加速電場(chǎng)從靜止開始加速，不計(jì)粒子間的相互作用和其它星球?qū)αＷ右Φ挠绊懀?br />
（1）求粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度的大小：
（2）如圖2所示，在邊界ACDB和收集板MN之間加一個(gè)半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓心為O，半徑為L(zhǎng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)，則發(fā)現(xiàn)從AB圓弧面收集到的粒子有$\frac{2}{3}$能打到MN板上（不考慮過邊界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；
（3）隨著所加磁場(chǎng)大小的變化，試定量分析收集板MN上的收集效率η與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系．若收集效率是0，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．美國(guó)物理學(xué)家密立根于1910 年利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，確定了電荷量的不連續(xù)性，并測(cè)定了元電荷的數(shù)值．

（1）若某次實(shí)驗(yàn)中，一質(zhì)量為m的油滴，在場(chǎng)強(qiáng)為E的兩金屬板之間恰好處于平衡狀態(tài)．則油滴所帶電荷量q=$\frac{mg}{E}$（已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間）
（2）對(duì)許多油滴進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)各個(gè)油滴所帶電荷量都是某一最小電荷量的整數(shù)倍．密立根斷定這一最小電荷量就是電子的電荷量，經(jīng)過計(jì)算得出其數(shù)值為1.6×10-19C．則下列說法中說法不正確的是BD
A．在某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得油滴所帶電荷量為3.2×10-17C
B．在某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得油滴所帶電荷量為2.3×10-17C
C．在某次實(shí)驗(yàn)中，若只將兩金屬板的間距變大，則原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的油滴將向下運(yùn)動(dòng)
D．在某次實(shí)驗(yàn)中，若只將兩金屬板的間距變大，則原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的油滴將向上運(yùn)動(dòng)．

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