2013年4月9日,由清华大学薛其坤院士率领的实验团队对霍尔效应的研究取得重大的进展。如图是利用霍尔效应制成的污水流量计的原理图,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,有垂直上下底面的匀强磁场B,前后内侧面分别固定有金属板电极。流量Q的污水充满管道从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压。下列说法中正确的是( )
A.后表面比前表面电势低
B.污水流量越大,电压表的示数越小
C.污水中离子浓度越高,电压表的示数不变
D.增大所加磁场的磁感应强度,电压表的示数减小
霍尔式位移传感器的测量原理如图所示,有一个沿z轴方向的磁场,磁感应强度B=B0+kz(B0、k均为常数),将传感器固定在物体上,保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图中箭头所示),当物体沿z轴方向移动时,由于位置不同,霍尔元件在y轴方向上的上、下表面的电势差U也不同。则( )
A.磁感应强度B越大,上、下表面的电势差U越大
B.k越大,传感器灵敏度越大
C.若图中霍尔元件是电子导电,则上表面电势高于下表面电势
D.电流I取值越大,上、下表面的电势差U越小
如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足:UH=,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽略,则( )
A. 霍尔元件前表面的电势低于后表面
B. 若电源的正负极对调,电压表将反偏
C. IH与I成正比
D. 电压表的示数与RL消耗的电功率成正比
如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为,原线圈接入的交流电,下列说法正确的是
A.图中电压表的示数为6220 V
B.通过R1的电流的频率为100 Hz
C.若减小R2,则原线圈中电流I1增大
D.若增大R2,则R3消耗的电功率减小
某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率.实验操作如下:
(1)螺旋测微器如题1图所示.在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动_____(选填“A”“B”或“C”),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏.
(2)选择电阻丝的_____(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径.
(3)2图甲中Rx,为待测电阻丝.请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置____
(4)为测量R,利用2图甲所示的电路,调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值,作出的U1–I1关系图象如图图所示.接着,将电压表改接在a、b两端,测得5组电压U2和电流I2的值,数据见下表:
U2/V | 0.50 | 1.02 | 1.54 | 2.05 | 2.55 |
I2/mA | 20.0 | 40.0 | 60.0 | 80.0 | 100.0 |
请根据表中的数据,在方格纸上作出U2–I2图象.___
(5)由此,可求得电阻丝的Rx=______Ω.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率.
某实验小组为了测定阻值Rx约为20Ω导体丝的电阻率,先测定待测导体丝接入电路部分的长度,接着进行了以下操作:
(1)用螺旋测微器测量导体丝的直径,其中某一次测量结果如图甲所示,其读数应为________mm;
(2)利用实验室提供的如下器材测量导体丝的电阻Rx的值,要求测量时电表读数不得小于其量程的三分之一,且指针偏转范围较大. 实验小组经过反复的讨论,设计了如图乙所示的电路来进行测量.
A.电流表A1(150mA、内阻r1约10Ω)
B.电流表A2(20 mA ,内阻r2=30Ω)
C.电压表V(15V,内阻约为3kΩ)
D.定值电阻 R0=100Ω
E.滑动变阻器R1(5Ω,额定电流2.0A)
F.滑动变阻器R2 (5Ω,额定电流0.5A)
G.电源E,电动势E=4V(内阻不计)
H.电键S及导线若干
①在提供的两个滑动变阻器中,他们应该选择________(用器材前对应的序号字母填写);
②当电流表A2指针指在最大刻度时,电阻Rx两端的电压值是________V;
③测得电流表A和A2的多组示数I1和 I2后,作出相应的I1- I2图象如图丙所示.若求得图线的斜率为k,则导体丝电阻的表达式为Rx=________.