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。如图丙所示,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,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。
I(×10-3A) |
3.0 |
6.0 |
9.0 |
12.0 |
15.0 |
18.0 |
UH(×10-3V) |
1.1 |
1.9 |
3.4 |
4.5 |
6.2 |
6.8 |
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丙所示,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=0.40mm,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。根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UH—I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为____________×10-3 V(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丁所示的测量电路,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。
在“测定直流电动机的效率”实验中,用如图所示的实物图测定一个额定电压U=6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。
(1)请根据实物连接图在方框中画出相应的电路图(电动机用表示)
(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次匀速上升的高度h均为1.5m,所测物理量及测量结果如下表所示:
(3)在第5次实验中,电动机的输出功率是________;可估算出电动机线圈的电阻为____________Ω。
(4)从前4次的实验数据可以得出:UI (填“>”、“<”或“=”)。
某同学利用验证牛顿第二定律的实验装置来验证动能定理,在一端带滑轮的长木板上放置一个光电门,其位置可移动,与光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门所用的时间。改变光电门的位置进行多次测量,每次都使小车上的遮光片从某一固定位置由静止开始运动。
(1)用螺旋测微器测量出遮光片的宽度d,读数为2.362mm,请在螺旋测微器相应括号里填入相应数据,示数a为:,示数b为:
(2)用米尺测量出小车释放位置与光电门之间的距离S,并记录遮光片通过光电门所用的时间t,测得小车的质量为M(满足M>>m,其中m为钩码的质量),为减小实验误差
①你认为实验操作之前必须进行的操作是___________________;
②小车动能的增量ΔEK=_____________(用题中给定的字母表示)
某课题研究小组,选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r.(电动势约为4 V,内阻在几欧到几十欧之间)
A.电压表V(量程6 V,内阻约为6.0 kΩ) | B.电流表A(量程2 mA,内阻约为50 Ω) |
C.电阻箱R(0~999.9 Ω) | D.开关S一只、导线若干 |
(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,从实际操作中你认为可行吗?请说明理由:_____________________________________________.
(2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,请画出实验电路图.
(3)根据(2)中实验电路测得的5组U、R数据,已在上图坐标系中描出了各点,作出了图象.根据图象求得E=________ V,r=________ Ω.(结果保留2位有效数字)
一多用电表的电阻档有三个倍率,分别是×1、×10、×100。用×10挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确在进行测量,应换到____________挡,如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤____________,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图,则该电阻的阻值是____________Ω。
“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示.
(1)某同学在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.计时器打点的周期为T.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,标上1、2、3、4、5、6、7、8,测量并计算出的相邻计数点之间的距离如下表:
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
x7 |
|
距离(cm) |
3.52 |
3.68 |
3. 83 |
3.91 |
4.16 |
4.32 |
4.47 |
该同学分析数据后发现有一距离计算错了,这段距离是(填符号).该同学剔除该数据后,利用其它6个数据正确计算出了加速度.该同学计算加速度的表达式为.
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力 F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总重力F(N) |
0.196 |
0.392 |
0.588 |
0.784 |
0.980 |
加速度a(m·s-2) |
0.69 |
1.18 |
1.66 |
2.18 |
2.70 |
①请根据实验数据在下图中作出a-F的关系图象.
②该实验的研究对象是,根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点,对照本实验提供数据,分析主要原因是.