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一种半导体材料称为“霍尔材料”,用它制成的元件称为“霍尔元件”,这种材料有可定向...

一种半导体材料称为“霍尔材料”,用它制成的元件称为“霍尔元件”,这种材料有可定向移动的电荷,称为“载流子”,每个载流子的电荷量大小为1元电荷,即q=1.6×10-19C,霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用,如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等.
在一次实验中,一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0×10-2m、长bc=4.0×10-2m、厚h=1.0×10-3m,水平放置在竖直向上的磁感强度B=2.0T的匀强磁场中,bc方向通有I=3.0A的电流,如图所示,由于磁场的作用,稳定后,在沿宽度方向上产生1.0×10-5V的横向电压.
(1)假定载流子是电子,a、b两端中哪端电势较高?
(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大?
(3)这块霍尔材料中单位体积内的载流子个数为多少?

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(1)根据左手定则判断出电子的偏转方向,从而比较出a、b两端电势的高低. (2)根据电子所受电场力和洛伦兹力平衡求出电子定向移动的速率. (3)根据电流的微观表达式,结合电子定向移动的速率求出单位体积内的载流子个数. 【解析】 (1)根据左手定则,电子向bc端偏转,则ad端带正电,知ad端电势高. (2)稳定时载流子,在沿宽度方向上受到的磁场力和电场力平衡 解得. (3)根据电流的微观表达式得,I=nqSv 则单位体积内的载流子个数. 答:(1)ad端电势高. (2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率为5×10-4m/s. (3)这块霍尔材料中单位体积内的载流子个数为为3.75×1027/m3.
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考点分析:
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为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ(设μ为定值),某同学经查阅资料知:一劲度系数为k的轻弹簧由压缩量为x至恢复到原长的过程中,弹力所做的功为manfen5.com 满分网.于是他设计了下列实验:
第一步:如图将弹簧的一端固定在竖直墙上,使滑块紧靠弹簧将其压缩,松手后滑块在水平面上滑行一段距离后停下;
第二步:将滑块挂在竖直放置的弹簧下,弹簧伸长后保持静止状态.
回答下列问题:
(1)对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述,正确的是______
①当弹簧恢复原长时,滑块的加速度达到最大值 ②当弹簧恢复原长时,滑块的速度达到最大值
③滑块的加速度先增大,后减小,然后保持不变 ④滑块的加速度先减小,后增大,然后保持不变
A.①③B.②④C.③D.④
(2)你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示;当地重力加速度g为已知)______
(3)用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ的计算式.(写出运算过程)

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(1)铅弹射入前的速度
(2)铅弹射入物块的过程中系统损失的机械能
(3)由C到A的过程中小物块的电势能增加量.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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