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霍尔效应是电磁基本现象之一,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...

霍尔效应是电磁基本现象之一,我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图甲所示,在一矩形半导体薄片的PQ间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在MN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,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甲所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与_________(填MN)端通过导线相连;

(2)已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T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,求出该材料的霍尔系数为___________(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乙所示的测量电路,S1S2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ab),S2掷向_______(填cd)。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____________(填器件代号)之间。

 

M 1.3 b c S1/S2 E 【解析】 (1)如图甲所示,半导体中电流由P流向Q,根据左手定则,正电荷移向M端,负电荷移向N端,把半导体看成电源,M端为电源的正极,故电压表的“+”接线柱与M端导线相连; (2)根据公式 得 代入数据解得 ; (3)如图乙所示,为使电流从Q端流入,P端流出,即Q端接电源正极,P端接电源负极,所以,S1掷向b,S2掷向c;为保证定值电阻始终在电路中,则只能将定值电阻串联在电路中的公共部分,即S1/S2与电源E之间。  
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建国70周年,我国桥梁建设取得了举世瞩目成就如图甲所示,是建造某大桥将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起的情景。施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案,为了探究该方案的合理性,某研究性学习小组做了两个模拟实验。

实验1:研究将钢板从水下水平拉出的过程中总拉力的变化情况;

实验2:研究将钢板从水下以一定倾角拉出的过程中总拉力的变化情况;

(1)必要的实验器材有:钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和_______等;

(2)根据图乙中的实验曲线可知,实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了_______ N,钢板完全浸没在水中时受到的浮力是_______N(结果均保留两位有效数字);

(3)根据分子动理论,实验1中最大总拉力明显增大的原因是_______

 

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如图,两等量异号的点电荷相距为2aM与两点电荷共线,N位于两点电荷连线的中垂线上,两点电荷连线中点到MN的距离都为L,且La.略去项的贡献,则两点电荷的合电场在MN点的强度(

A.大小之比为2,方向相反

B.大小之比为1,方向相反

C.大小均与成正比,方向相反

D.大小均与L的平方成反比,方向相互垂直

 

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如图所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计.两质量、长度均相同的导体棒cd,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处.磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直.先由静止释放cc刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触.用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xcxd分别表示cd相对释放点的位移.选项中正确的是(

A. B. C. D.

 

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如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为MmM>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中 ( )

A.两滑块组成系统的机械能守恒

B.重力对M做的功等于M动能的增加

C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加

D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功

 

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一质点在外力作用下做直线运动,其速度随时间变化的图象如图.在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有

A. B. C. D.

 

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