在第三次工業(yè)革命的今天,新材料的發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用尤為重要。我國(guó)某科研機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)一種新型的半導(dǎo)體材料,目前已經(jīng)知道這種半導(dǎo)體材料的載流子(參與導(dǎo)電的“帶電粒子”)的電荷量的值是e(電子電量的絕對(duì)值),但不知道它的電性和載流子的數(shù)密度n(單位體積中載流子的數(shù)量)。為了測(cè)定這種材料中的載流子是帶正電還是帶負(fù)電,以及載流子的數(shù)密度,科學(xué)家把這種材料先加工成一塊偏平的六面體樣品,這塊樣品的長(zhǎng)、寬和厚度分別為a、b、d(如圖中所示),F(xiàn)將這塊樣品接入電路中,且把靠外的偏平面標(biāo)記為M,靠里的偏平面標(biāo)記為N,然后在垂直于大平面的方向加上一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。接通電鍵S,調(diào)節(jié)可變電阻R.使電路中產(chǎn)生合適的電流。然后用電壓表判定M、N兩個(gè)面的電勢(shì)高低并測(cè)定M、N間的電壓(也叫霍耳電壓),從而得到這種半導(dǎo)體材料載流子的電性和數(shù)密度。
(1)當(dāng)M的電勢(shì)比N的電勢(shì)低時(shí),材料中的載流子帶 電(填“正”或“負(fù)”);
(2)為了測(cè)定載流子的數(shù)密度n,除題目中已給出的數(shù)據(jù)外,還需要測(cè)定的物理量有(寫(xiě)出物理量的含義并設(shè)定相應(yīng)的符號(hào)) ;
(3)根據(jù)題設(shè)條件和你測(cè)定的物理量,寫(xiě)出載流子的數(shù)密度的表達(dá)式n= 。
(1)負(fù)(3分);(2)電路中的電流強(qiáng)度(電流表的讀數(shù))I,M、N間的電壓(電流表的讀數(shù)或霍耳電壓)U(各2分); (3)(3分)。
解析試題分析:(1)根據(jù)左手定則,載流子如果是正電荷,M板將帶正電,是高電勢(shì),因此材料中的載流子帶負(fù)電。
(2)根據(jù)(3)中的最簡(jiǎn)式,可知還需要測(cè)量I和U。
(3)電流的微觀解釋是I=neSv,橫截面積S=bd,電壓達(dá)到穩(wěn)定以后有qvB=qE,場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系是U=dE,聯(lián)立以上各式得。
考點(diǎn):本題考查左手定則、霍爾效應(yīng)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分) 如下圖所示,質(zhì)量為m=1kg,電荷量為q=5×10-2 C的帶正電的小滑塊,從半徑為R=0.4m的光滑絕緣圓孤軌道上由靜止自A端滑下.整個(gè)裝置處在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.已知E=100 V/m,水平向右;B=1T,方向垂直紙面向里.求:
(1)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度;
(2)在C點(diǎn)時(shí)滑塊對(duì)軌道的壓力.(g=10 m/s2)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖所示的天平可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度,天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈,寬為L(zhǎng),共N匝,線圈下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面,當(dāng)線圈中通有電流I時(shí),方向如圖,在天平左右兩盤(pán)各加質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼,天平平衡,當(dāng)電流反向時(shí)(大小不變),右盤(pán)再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡,試:
(1)判定磁場(chǎng)的方向并推導(dǎo)磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式
(2)當(dāng)L=0.1m; N=10; I=0.1A;m=9×10-3kg時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)如圖所示,直線MN上方為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)以v的速度從點(diǎn)O與MN成30°角的方向射入磁場(chǎng)中,求:
(1)電子從磁場(chǎng)中射出時(shí)距O點(diǎn)多遠(yuǎn);
(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(14分)如圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,第一象限內(nèi)充滿著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)a和b,OP為分界線,傾角為37°,在區(qū)域a中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B,方向垂直于紙面向里;在區(qū)域b中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向外,P點(diǎn)坐標(biāo)為(4L,3L).一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向射入?yún)^(qū)域b,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,粒子恰能經(jīng)過(guò)原點(diǎn)O,不計(jì)粒子重力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間最少是多少?
(2)粒子運(yùn)動(dòng)的速度可能是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(12分)一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軸正方向射入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后,從b處穿過(guò)x軸,速度方向與x軸正方向的夾角為30°,同時(shí)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)大小為大小為E,方向沿x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,通過(guò)了b點(diǎn)正下方c點(diǎn),如圖所示,已知 b到O的距離為L(zhǎng),粒子的重力不計(jì),試求:
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B
(2)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積;
(3)c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如右圖所示,一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,以速度從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后,從b處穿過(guò)x軸進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E、方向與x軸負(fù)方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,速度方向與 x軸正方向的夾角為30°,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后恰好通過(guò)b點(diǎn)正下方的c點(diǎn),粒子的重力不計(jì).試求:
(1)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小面積.
(2)c點(diǎn)到b點(diǎn)的距離d.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
如圖所示,A、B、C是三個(gè)完全相同的燈泡,L是一個(gè)自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計(jì)).則
A.S閉合時(shí),A燈立即亮,然后逐漸熄滅
B.S閉合時(shí),B燈立即亮,然后逐漸熄滅
C.電路接通穩(wěn)定后,三個(gè)燈亮度相同
D.電路接通穩(wěn)定后,S斷開(kāi)時(shí),C燈立即熄滅
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:單選題
穿過(guò)一個(gè)單匝線圈的磁通量始終保持每秒鐘減少2Wb,則
A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒增加2V | B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)每秒減少2V |
C.線圈中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) | D.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變 |
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