3．霍爾式位移傳感器的測量原理是：如圖所示，有一個(gè)沿z軸方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B0+kz（B0、k均為常數(shù)）．將傳感器固定在霍爾元件上，沿z軸方向元件的厚度為d，保持通過霍爾元件的電流I不變（方向如圖中箭頭所示）．當(dāng)元件沿z軸方向移動時(shí)，由于位置不同，霍爾元件在y軸方向上的上、下表面的電勢差U也不同，則（　�。�
A．若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電，則下板電勢高
B．磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，上、下表面的電勢差U越小
C．電流I取值越大，上、下表面的電勢差U越小
D．k越大，傳感器靈敏度（$\frac{△U}{△z}$）越高

分析 霍爾元件中移動的是自由電子，自由電子受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而可知道上下表面電勢的高低．上下兩表面分別帶上正負(fù)電荷，從而形成電勢差，最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡．

解答 解：A、霍爾元件中移動的是自由電子，根據(jù)左手定則，電子向下表面偏轉(zhuǎn)，所以上表面電勢高．故A錯(cuò)誤；
B、C、最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有$\frac{qU}{c}=qvB$，電流的微觀表達(dá)式為I=nqvS=nqvbc，所以U=$\frac{BI}{nqb}$．B越大，上、下表面的電勢差U越大．電流越大，上、下表面的電勢差U越大．故B錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤．
D、k越大，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B0+kz，知B隨z的變化越大，根據(jù)U=$\frac{BI}{nqb}$．知，U隨z的變化越大，即傳感器靈敏度（$\frac{△U}{△z}$）越高．故D正確．
故選：D

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子，最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，上下表面形成穩(wěn)定的電勢差．

練習(xí)冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．如圖所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一豎直的墻壁．重物質(zhì)量為木板質(zhì)量的兩倍，重物與木板間的動摩擦因數(shù)為?．使木板與重物以共同的速度v0向右運(yùn)動，某時(shí)刻木板與墻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短．求木板從第一次與墻壁碰撞到再次與重物速度相同時(shí)，木板右端離墻壁的距離．

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14．某行星的質(zhì)量為地球質(zhì)量的p倍，半徑為地球半徑的q倍，已知地球的第一宇宙速度為v，則該行星的第一宇宙速度為（　�。�
A．$\frac{p}{q}$vB．$\frac{q}{p}$vC．$\sqrt{\frac{p}{q}}$vD．$\sqrt{\frac{q}{p}}$v

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11．科幻影片《星際穿越》正風(fēng)靡全球，該片中涉及了天體物理的許多知識，比如愛因斯坦的相對論、黑洞模型、奇點(diǎn)理論等．以下說法正確的是（　�。�
A．宇航員在空間站內(nèi)處于漂浮狀態(tài)，所以他們不受重力
B．如果將米尺從地球上帶到公轉(zhuǎn)速率比地球大的某行星上，該米尺的長度一定會變短
C．“嫦娥一號”奔月衛(wèi)星經(jīng)過變軌被月球引力捕獲再經(jīng)多次變軌，最終繞月球做勻速圓周運(yùn)動．若地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的a倍，地球半徑是月球半徑b倍，則它在繞地球、月球表面附近做圓周運(yùn)動的速率之比為$\sqrt{ab}$
D．已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍，地心與月心間的距離為L，若“嫦娥一號”奔月衛(wèi)星在地月連線上所受合力為零處被月球引力捕獲，則此處到地心的距離為0.9L

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．小球在距地面高15m處以某一初速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，落地時(shí)速度方向與水平方向的夾角為60°，則小球平拋的初速度為10m/s，當(dāng)小球的速度方向與水平方向夾角為45°時(shí)，小球距地面的高度為10m．（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．如圖所示，一勻強(qiáng)磁場B垂直于傾斜放置的光滑絕緣斜面斜向上，勻強(qiáng)磁場區(qū)域在斜面上虛線ef與gh之間．在斜面上放置一質(zhì)量為m、電阻為R的矩形鋁框abcd，虛線ef、gh和斜面底邊pq以及鋁框邊ab均平行，且eh＞bc．如果鋁框從ef上方的某一位置由靜止開始運(yùn)動．則從開始運(yùn)動到ab邊到達(dá)gh線之前的速度（v）-時(shí)間（t）圖象，可能正確的有（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．如圖所示，正四棱柱EFIJKHLZ所在的空間中存在一個(gè)勻強(qiáng)電場，其中E、F、I、Z四點(diǎn)電勢φE=5V，φF=8V，φI=12V，φZ=6V，則下列說法正確的是（　�。�
A．H點(diǎn)的電勢為5V
B．電場強(qiáng)度方向一定與I、K兩點(diǎn)的連線垂直
C．E、K兩點(diǎn)間電電勢差與I、L兩點(diǎn)的電勢差相等
D．把2C正電荷從F點(diǎn)移到Z點(diǎn)，無論何種路徑，都需要克服電場力做功4J

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．某同學(xué)用下列器材測量電阻絲的電阻Rx：電源E，適當(dāng)量程的電流表、電壓表各一只（電流表有內(nèi)阻，電壓表內(nèi)阻不是無限大），滑動變阻器R、RP，開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干．他設(shè)計(jì)的電路圖如圖a所示，有效地消除了因電壓表和電流表內(nèi)阻而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．先閉合S1，斷開S2，調(diào)節(jié)R和RP，使電流表和電壓表示數(shù)合理，記下兩表示數(shù)為I1，U1；
B．再閉合S2，調(diào)節(jié)RP，記下電流表和電壓表示數(shù)為I2、U2．

（1）請你幫他按電路圖在實(shí)物圖b上連線；
（2）指出上述步驟B中錯(cuò)誤的做法并進(jìn)行改正應(yīng)該保持RP不變，測出電流表和電壓表的讀數(shù)為I2、U2，寫出用測量數(shù)據(jù)表示被測電阻Rx的表達(dá)式$\frac{{U}_{1}{U}_{2}}{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}$．

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13．如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場，電場方向水平向左．靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場強(qiáng)為E、方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；$\overline{QN}$=2d、$\overline{PN}$=3d，離子重力不計(jì)．
（1）求加速電場的電壓U及離子在P點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）若離子恰好能打在Q點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E0 的值；
（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場，換為垂直紙面向里、大小為B勻強(qiáng)磁場，求離子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動半徑．

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