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?
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
.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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如图所示,电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为l=2m、质量为m=4kg的导体棒ab,导体棒贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上,导体棒的电阻R=0.4Ω.磁感强度B=0.5T的匀强磁场方向垂直金属框架所在平面.当导体棒在电动机牵引下获得稳定速度时,电动机电路上的电压表、电流表的读数分别为220V、1A,电动机线圈电阻为20Ω,不计摩擦,g取10m/s
2,求:
(1)导体棒的稳定速度是多少?
(2)稳定后ab两端的电势差U
ab为多大?
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如图34-7所示,AC为一光滑曲面,C处切线呈水平方向.在曲面所在空间存在场强E=2.0×10
8N/C的竖直向下的匀强电场.一质量为M=4900g、带电量为q=+2.5×10
-7C的小物块停放在C点.一质量m=100g的不带电铅弹水平射入小物块且留在其中一起运动(时间极短),它们恰好能够冲到A点.已知AC间的高度差h=0.1m.(g取10m/s
2)求:
(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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古代学者认为,物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的,物体越重,下落得越快,古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法;但是这种从表面上的观察得出的结论实际是错误的.伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理,巧妙地揭示了亚里士多德的理论内容包含的矛盾.他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出:根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大,假定大石头下落速度为8,小石头下落的速度为4,当我们把石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢,下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果整体系统的下落速度应该小于8.但是两块石头拴在一起,加起来比大石头还要重,根据亚里士多德的理论,整个系统的下落速度应该大于8.这样就使得亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地.伽利略由此推断重的物体不会比轻的物体下落得快.
(1)根据伽利略的推理方法,假设用两块同样重的石头为研究对象,你又如何推翻亚里士多德的结论呢?(回答应简明)
(2)用重力公式及牛顿第二定律又如何推翻亚里士多德的结论呢?
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某电视剧制作中心要拍摄一特技动作,要求特技演员从80m的大楼楼顶自由下落到行驶的汽车上,若演员开始下落的同时汽车从60m远处由静止向楼底先匀加速运动3s,再匀速行驶到楼底,为保证演员能安全落到汽车上(不计空气阻力,人和汽车看成质点,g=10m/s
2),
求:(1)汽车经多长时间开到楼底;
(2)汽车匀加速运动的时间和加速度的大小.
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