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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个元电荷量,即q=16×10-19 C,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及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=10×10-2m、长BC=40×10-2m、厚h=1×10-3m,水平放置在竖直方向上的磁感应强度B=15 T的匀强磁场中,BC方向通有I=30 A的电流,如图所示,沿宽度产生10×10-5 V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?

 

(1)A端 (2)6.7×10-4 m/s 【解析】(1)根据左手定则可确定A端电势高。 (2)当霍尔元件内由于载流子有沿电流方向所在的直线定向运动时,受洛伦兹力作用而产生横向分运动,产生横向电场,横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时,霍尔元件横向电压稳定。设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速度为v,横向电压为UAB,横向电场强度为E,电场力为Fe=E·e=·e 洛伦兹力FB=evB 平衡时·e=evB 得v==6.7×10-4m/s  
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温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特殊性来工作的。如图甲所示,电源的电动势E=9 V,内阻不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当R的温度等于20°C时,电流表示数I1=2 mA。求:当电流表的示数I2=36 mA时热敏电阻的温度。

 

 

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影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时,利用图所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示:

U/V

040

060

080

100

120

150

160

I/A

020

045

080

125

180

281

320

1根据表中数据,判断用电器件Z可能属于上述哪类材料?________

2把用电器件Z接入右图所示的电路中,闭合开关,电流表的读数为18 A,电池的电动势为3 V,内阻不计,电阻R的电功率为________

 

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如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变化是________,发生这一现象的主要原因是______________

 

 

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如图是霍尔元件的工作原理示意图,如果用d表示薄片的厚度,k为霍尔系数,对于一个霍尔元件d、k为定值如果保持I恒定,则可以验证UH随B的变化情况,以下说法中正确的是 

A将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面,UH将变大

B在测定地球两极的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平

C在测定地球赤道上的磁场强弱时,霍尔元件的工作面应保持水平

D改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角,UH将发生变化

 

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如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是光敏电阻光照时电阻会变小,下列说法中正确的是 

A当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小

B当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大

C当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小

D当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大

 

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