21．解析:(I)①10.55 ②3.618瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度——青夏教育精英家教网—

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题目列表(包括答案和解析)

解析：电流I＝＝＝＝3.1×10^－⁷ A，故A项正确。

答案：A

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1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U_H，这个现象称为霍尔效应，U_H称为霍尔电压，且满足UH=k

，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1所示，该同学用电压表测量U_H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U_H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
U_H（×10^-3V）	1.1	1.9	3.4	4.5	6.2	6.8

根据表中数据在表格中画出U_H-I图线，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）．
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2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．

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霍尔效应是电磁基本现象之一，在现代汽车上广泛应用霍尔器件：ABS系统中的速度传感器、汽车速度表等．如图1，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U_H，这个现象称为霍尔效应，U_H称为霍尔电压，且满足U_H=k

，式中k为霍尔系数，由半导体材料的性质决定，d为薄片的厚度．利用霍尔效应可以测出磁场中某处的磁感应强度B．

（1）为了便于改变电流方向作研究，设计如图2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P端流入，Q端流出，应将S₁掷向

（填“a”或“b”），S₂掷向

（填“c”或“d”）．
（2）已知某半导体薄片厚度d=0.40mm，霍尔系数为1.5×10^-3V?m?A^-1?T^-1，保持待测磁场磁感应强度B不变，改变电流I的大小，测量相应的U_H值，记录数据如表．

I（×10^-3A）	3.0	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0
U_H（×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图3中画出U_H-I图线，利用图线求出待测磁场B为

T．
（3）利用上述方法，可以粗略测出磁场的分布．为了更精细测出磁场的分布，可采取的措施有

（A）选用厚度较薄的半导体薄片
（B）选用厚度较厚的半导体薄
（C）选用霍尔系数k大的半导体薄片
（D）增大电流强度I．

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如图，图（1）将一金属薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应．且满足U_M=kIB/d，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金属的霍尔系数．已知该薄片的厚度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U_M，记录数据如下表所示．

I（?10^-1A）	3.0	6.0	9.0	12.0	15.0	18.0
U_M（?10^-1V）	1.1	1.9	3.4	4.5	6.2	6.8

（1）根据表中数据在给定坐标系中画出图线；

（2）利用图线求出该材料的霍尔系数k=

×10^-3V?m?A^-1?T^-1（保留2位有效数字）；
（3）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域．图（2）是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反．霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近．当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图象如图（3）所示．若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则圆盘转速N的表达式：

．

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，除有一标有“6 V，1.5 W”的小灯泡、导线和开关外，还有：

A．直流电源6 V(内阻不计)

B．直流电流表0～3 A(内阻0.1 Ω以下)

C．直流电流表0～300 mA(内阻约为5 Ω)

D．直流电压表0～10 V(内阻约为15 kΩ)

E．滑动变阻器10 Ω，2 A

F．滑动变阻器1 kΩ，0.5 A

实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量．

(1)实验中电流表应选用________，滑动变阻器应选用________(均用序号表示)．

(2)在方框内画出实验电路图．