题目列表(包括答案和解析)
霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与_________(填“M”或“N”)端通过导线相连。
②已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量
I(×10-3 A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
UH(×10-3 V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
相应的UH值,记录数据如下表所示。
根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UH—I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为_______________(保留2位有效数字)。
③该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向_______(填“a”或“b”), S2掷向_______(填“c”或“d”)。
为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件____________和__________(填器件代号)之间。
图丁
霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
I(×10-3A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
UH(×10-3V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
I(×10-3A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
UH(×10-3V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
气体中酒精浓度(mg/L) | 0.0l | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.07 | 0.09 | 0.12 | 0.15 |
电压表示数(V) | 2.00 | 2.40 | 2.20 | 1.60 | 1.40 | 1.20 | 1.00 | 0.86 |
电流表示数(A) | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
电阻的阻值(Ω) | 20 | 11 | 8 | 7 | 5 | 4.3 |
氧化锡是一种对气体中酒精含量敏感的材料:当周围气体中酒精浓度发生变化时,其阻值也会发生变化.小明为研究某型号氧化锡检测电阻咫的阻值随气体中酒精浓度变化的关系,采用题11-1图所示实验装置进行实验:在可以直接测得酒精浓度的容器中喷入雾状酒精,闭合电路,调节滑动变阻器的阻值至适当值,读出电压表和电流表的示数,改变喷入雾状酒精的量,重复上述实验,计算出风的值.即可得到凡的阻值随气体中酒精浓度变化的关系图线.
(1)每次实验之前,小明都应先将滑动变阻器R的滑动片置于___▲_____端(选填“a”或“b”):
(2)小明在实验中测得多组数据如下表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
气体中酒精浓度(mg/L) | 0.0l | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.07 | 0.09 | 0.12 | 0.15 |
电压表示数(V) | 2.00 | 2.40 | 2.20 | 1.60 | 1.40 | 1.20 | 1.00 | 0.86 |
电流表示数(A) | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
最的阻值() | 20 | 11 | 8 | 7 | 5 | 4.3 |
请在题11-2图所示的坐标系中描绘出凡的阻值随气体中酒精浓度变化的关系图线;
(3)我国《道路交通安全法》规定:严禁酒后驾车!参照《车辆驾驶人员呼气酒精含量阈值与检验标准(GBl9522)》,呼气中酒精浓度大于等于0.09mg/L就属于酒后驾车.小明用该型号氧化锡检测电阻R制成一个简易的酒驾测试仪.给定下列器材和要求,请你在题ll.3图中帮他连接实物图;
器材:电源(E=6V,r=2)、开关S、氧化锡检测电阻Rx、定值电阻R0、理想电压表、导线.
要求:闭合开关S,检测者呼出气体流经Rx.若电压表读数大于等于1.2V,则检测者属于酒后驾车若电压表读数小于1.2V,则不属于酒后驾车.
(4)在(3)问中,定值电阻R0的阻值应为______▲_____.
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