如图所示的匀强电场中,有a、b、c三点,ab=5cm,bc=12cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角,一个电量为q=4×10-8C的正电荷从a移到b电场力做功为W1=1.2×10-7J,求:
(1)匀强电场的场强E;
(2)电荷从b移到c,电场力做功W2。
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.
有一根细长而均匀的金属管线样品,长约60cm,电阻约为6Ω,横截面如图甲所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为_______mm;
(2)现有如下器材:
A.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
B.电流表(量程3A,内阻约0.03Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(1750Ω,0.3A)
E.滑动变阻器(15Ω,3A)
F.蓄电池(6V,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选______,滑动变阻器应选_______。(只填代号字母)
(3)请将图丙所示的实际测量电路补充完整。(_________)
(4)已知金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是______。(所测物理量用字母表示并用文字说明)。计算中空部分横截面积的表达式为S=_______。(用字母填写表达式)
玩具市场热卖的“悬浮地球仪”是利用顶部磁铁和底盘电磁铁的相斥实现悬浮的,它在外力微扰后能快速恢复平衡的秘密在于底盘中的霍尔侦测器,工作时通过侦测器的电流保持恒定,当外力微扰使得z轴方向垂直穿过侦测器的磁场发生变化时,侦测器y轴上、下表面的电势差U也将随之改变,U的改变会触发电磁铁中的补偿电路开始工作从而实现新的平衡,如图所示.已知霍尔元件中移动的是自由电子,下列解读正确的是( )
A.磁感应强度B越大,y轴上、下表面间的电势差U越大
B.磁感应强度B越小,y轴上、下表面间的电势差U越大
C.霍尔侦测器工作时y轴上表面的电势高
D.y轴上、下表面间的电势差U的大小不受表面间距离的影响
如图所示,O是一固定的点电荷,另一点电荷P从很远处以初速度v射入点电荷O的电场,在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN,a、b、c是以O为中心Ra、Rb、Rc为半径画出的三个圆,它们之间间距相等,1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点.以|W12|表示点电荷P由l到2的过程中电场力做的功的大小,|W34|表示由3到4的过程中电场力做的功的大小,则( )
A.|W12|>2|W34| B.|W12|=2|W34|
C.P、O两电荷可能同号 D.P、O两电荷一定异号
下列关于核力与结合能的说法中正确的是( )
A.将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量相同
B.核力与万有引力性质相同
C.核力只存在于相邻的核子之间
D.核子数越多,原子核越稳定