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1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UH=k,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1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=0.40 mm,该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示.根据表中数据在图2中画出UH—I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10-3V·m·A-1·T-1(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3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.
如图所示,两个平行金属板M、N间有正交的匀强电场和匀强磁场区,电场方向由M板指向N板,磁场方向垂直纸面向里,OO′为到两极板距离相等的平行于两板的直线.一质量为m,带电荷量为+q的带电粒子,以速度v0从O点射入,沿OO′方向匀速通过场区,不计带电粒子的重力,则以下说法正确的是( )
A.带电荷量为-q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入仍能匀速通过场区
B.带电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′射入仍能匀速通过场区
C.保持电场强度和磁感应强度大小不变,方向均与原来相反,粒子以v0从O点沿OO′射入,则粒子仍能匀速通过场区
D.粒子仍以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入,粒子仍能匀速通过场区
某导体的伏安特性曲线如图所示,由图可知( )
A.此导体是线性元件
B.此导体是非线性元件
C.流过导体的电流增大时,导体的电阻逐渐减小
D.流过导体的电流增大时,导体的电阻逐渐增大
如下图所示的电路来测量电池电动势和内电阻,根据测得的数据作出了如下图所示的U-I图线,由图可知( )
A.电池电动势的测量值为1.40 V
B.电池内阻的测量值为3.50 Ω
C.外电路发生短路时的电流为0.40 A
D.电压表的示数为1.20 V时,电流表的示数I′=0.20 A
如图甲所示,正方形区域内有垂直于纸面方向的磁场(边界处有磁场),规定磁场方向垂直于纸面向里为正,磁感应强度B随时间t变化的情况如图乙所示.一个质量为m,带电量为+q的粒子,在t=0时刻从O点以速度v0沿x轴正方向射入磁场,粒子重力忽略不计.则下列说法中正确的是( )
A.在T0时刻,若粒子没有射出磁场,则此时粒子的速度方向必沿x轴正方向
B.若B0=,粒子没有射出磁场,T0时刻粒子的坐标为(,)
C.若粒子恰好没有从y轴射出磁场,则B0=
D.若B0=,粒子没有射出磁场,T0时间内粒子运动的路程为
如图所示,负电荷q在电场中由P向Q做加速运动,而且加速度越来越大,由此可以判定,它所在的电场是图中的( )
A. B. C. D.