霍尔效应是电磁现象之一,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。如图甲所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流强度为I的电流,同时外加与薄片垂直的磁感应强度为B的磁场,则在M、N间出现大小为UH的电压,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_____(选填“M”或“N”)端通过导线相连。
(2)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,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_________(选填“a”或“b”),S2掷向_______(选填“c”或“d”)。
(3)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。
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 |
根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UH-I图线,请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)。
光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。利用如图2所示装置测量滑块在导轨上滑行的加速度。图中导轨左侧固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与导轨相比可忽略),弹簧右端与滑块接触,1和2是固定在导轨上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出。现使弹簧解除锁定,滑块获得一定的初速度后,水平向右运动。光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和
。用毫米刻度尺测量小滑块的宽度d=0.60cm。
小滑块通过光电门1的速度v1=m/s;小滑块通过光电门2的速度v2=m/s。 (保留二位有效数字)
现测得小滑块由光电门1到光电门2的时间间隔为△t=3.20s,则滑块的加速度大小为 ________m/s
。(保留二位有效数字),方向 ____。(填“与运动方向相同”或“与运动方向相反”)
初速度为零的匀加速运动的物体,在1s末,2s末,3s末……..的速度之比是_______,
前1s内,前2s内,前3s内…….前ns内所通过的位移之比__________,在第1s内,第2s内,第3s内,第4s内……所通过的位移之比_________。
如图所示为一双量程电压表的示意图.已知电流表G的量程为0~100 μA,内阻为600 Ω,则图中串联的分压电阻R1=________ Ω,R2=________ Ω.
如上图(右)所示,发电机的内阻r=0.1 Ω,负载电阻R=22 Ω,电路中电流为I=10 A,每根连接导线的电阻RL=0.1 Ω,则发动机的电动势E=________ V,电源的输出功率P输出=________ W.发电机的功率P=________ W.
如图所示的电路中,已知R1=5 Ω,R2=12 Ω,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.2 A,则电阻R3=________;UAC=________.