分析 (1)、由左手定则可判断出电子的运动方向,从而判断f和c两侧的电荷聚集情况,聚集正电荷的一侧电势高.
(2)、根据题中所给的霍尔电势差和霍尔系数的关系,结合电场力与洛伦兹力的平衡,可求出霍尔系数的表达式.
(3)、由转速时间以及圆盘的周边永久磁体的个数,可表示出霍尔元件输出的脉冲数目,从而表示出圆盘转速.
解答 解:(1)、由场强与电势差关系知UH=EHl.导体或半导体中的电子定向移动形成电流,电流方向向右,实际是电子向左运动.由左手定则判断,电子会偏向f端面,使其电势低,同时相对的c端电势高.
(2)、由题意得:UH=RH$\frac{IB}{d}$…①
解得:RH=UH$\frac{d}{IB}$=EHl$\frac{d}{IB}$ …②
当电场力与洛伦兹力平衡时,有eEh=evB
得:EH=vB…③
又有电流的微观表达式:I=nevS…④
将③、④带入②得:
RH=vBl$\frac{d}{IB}$=vl$\frac{d}{nevS}$=$\frac{ld}{neS}$=$\frac{1}{ne}$
(3)、a.由于在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,则有:
P=mNt
圆盘转速为 N=$\frac{P}{mt}$
答:(1)、c端电势高.
(2)、霍尔系数的表达式为$\frac{1}{ne}$.
(3)、圆盘转速的表达式为 N=$\frac{P}{mt}$.
点评 所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象.霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料,解答此题所需的知识都是考生应该掌握的.对于开放性物理试题,要有较强的阅读能力和获取信息能力.
本题能力考查层次是推理能力+应用能力(将较复杂的问题分解为几个较简单的问题,并找出它们之间的联系.)+应用能力(对问题进行合理的简化,找出物理量之间的关系,利用恰当的数学表达方式进行分析、求解,得出物理结论).
本题延续了近年来此类联系实际试题的特点,要求考生在对试题进行理论研究的同时,通过开放式的设问,让学生尝试着应用与题目相关的知识内容解决实际问题,或提出自己的设想,或对计算的结果进行评价.应该说这样的设问的设计,既能充分体现课改的基本理念,又能对中学物理教学起到良好的导向作用,同时试题也具体很好的区分度.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 可在AB区域固定负电荷,且自A至B电荷量应逐渐增大 | |
B. | 可在BCD区域固定负电荷,且自B至D电荷量应先减小后增大 | |
C. | 可在BC区域固定负电荷,且自B至C电荷量应先增大后减小 | |
D. | 可在AD区域固定正电荷,且自A至D电荷量应先减小后增大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 金属物品中产生的涡流的变化频率与探测器线圈中的交变电流的频率可能不同 | |
B. | 当探测器中通有的交变电流频率不在工作频率范围内时,被检测金属物品中就不产生感应电流 | |
C. | 探测器线圈中通低频率的正弦交变电流更容易检测出尺寸小、电阻率大的金属物品 | |
D. | 该种金属探测器能检测有无金属物品,但不能准确区分金属的种类 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | B. | ||||
C. | D. |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 凡计算两个点电荷间的相互作用力,就可以使用公式F=$\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$ | |
B. | 计算真空中任意两个带电球体间的相互作用,都可以用公式F=$\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$ | |
C. | 相互作用的两个点电荷,不论它们的电荷量是否相同,它们之间的库仑力大小一定相等 | |
D. | 两个点电荷的电荷量各减为原来的一半,它们之间的距离保持不变,则它们之间库仑力减为原来的一半 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 摆球受到的磁场力相同 | |
B. | 摆球的动能相同 | |
C. | 摆球的速度大小相同 | |
D. | 向右摆动通过A点悬线的拉力大于向左摆动通过A点悬线的拉力 |
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