9.如图5-1-9.匀强磁场中固定的金属棒框架ABC.导线棒DE在框架ABC上沿图示方向匀速平移.框架和导体材料横截面积均相同.接触电阻不计.试证明电路中的电流恒定. 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

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UM=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UM,记录数据如下表所示.
I(?10-1A) 3.0 6.0 9.0 12.0 15.0 18.0
UM(?10-1V) 1.1 1.9 3.4 4.5 6.2 6.8
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(1)根据表中数据在给定坐标系中画出图线;
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(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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如图(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UM=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UM,记录数据如下表所示。

I(´10-1A)

3.0

6.0

9.0

12.0

15.0

18.0

UM(´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像如图(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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如图所示,倾角θ=30°,宽度L=1 m的足够长的U形平行光滑金属导轨,固定在磁感应强度B=1 T,范围充分大的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨、功率恒为6 W的牵引力F牵引一根质量m=0.2 kg,电阻R=1欧放在导轨上的金属棒ab,由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直),当ab棒移动2.8 m时获得稳定速度,在此过程中,金属棒产生的热量为5.8 J(不计导轨电阻及一切摩擦,取g=10 m/s2),求:

(1)ab棒的稳定速度;(6分)

(2)ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间.(9分)

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(2013·天津南开二模,9题)(18分)(1)如图为“电流天平”,可用于测定磁感应强度。在天平的右端挂有一矩形线圈,设其匝数n=5匝,底边cd长L=20cm,放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中,且线圈平面与磁场垂直。当线圈中通入如图方向的电流I=100mA时:调节砝码使天平平衡。若保持电流大小不变,使电流方向反向,则要在天平右盘加质量m=8.2g的砝码,才能使天平再次平衡。则cd边所受的安培力大小为______N,磁场的磁感应强度B的大小为__________T。

(2)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d。开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。

  

  ①木板的加速度可以用d、t表示为a=_______;

   ②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是_________;

   ③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________。

   A.可以改变滑动摩擦力的大小        B.可以更方便地获取多组实验数据

   C.可以比较精确地测出摩擦力的大小  D.可以获得更大的加速度以提高实验精度

(3)在练习使用多用表的实验中,某同学连接的电路如图所示。

  ①若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,闭合电键S,此时测得的是通过_____的电流;

  ②若断开电路中的电键S,旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡,此时测得的是________的电阻;

  ③若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,闭合电键S,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是_______两端的电压;

④在使用多用表的欧姆挡测量电阻时,若(    )

  A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大

  B.测量时发现指针向左偏离中央刻度过大,则必须减小倍率,重新调零后再进行测量

  C.选择“×l0”倍率测量时发现指针位于20与30正中间,则测量值等于250

  D.欧姆表内的电池使用时间太长,虽然完成调零,但测量值将略偏大

  

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随着越来越高的摩天大楼在各地的落成,至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了。这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加,这些钢索会由于承受不了自身的重量,还没有挂电梯就会被扯断。为此,科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题。如图所示就是一种磁动力电梯的模拟机,即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2,且B1和B2的方向相反,大小相等,即B1= B2=1T,两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内(电梯桥厢在图中未画出),并且与之绝缘.电梯载人时的总质量为5×103kg,所受阻力Ff=500N,金属框垂直轨道的边长Lcd =2m,两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同,金属框整个回路的电阻R=9.5×10-4Ω,假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度向上匀速运动,那么,

(1)磁场向上运动速度v0应该为多大?

(2)在电梯向上作匀速运动时,为维持它的运动,外界必须提供能量,那么这些能量是由谁提供的?此时系统的效率为多少?

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同步练习册答案