18．利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領域，如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度B垂直于霍爾元件的工作而向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側面會形成電勢差UCD，下列說法中正確的是（　�。�
A．電勢差UCD與村料有關
B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD＞0
C．僅增大磁感應強度時，電勢差UCD不變
D．在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持豎直

分析 在霍爾元件中，移動的是自由電子，根據(jù)左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向，從而知道兩側面所帶電荷的電性，即可知道C、D兩側面會形成電勢差UCD的正負．CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡推導出電勢差UCD與什么因素有關．

解答 解：A、根據(jù)CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，設霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有q$\frac{U}$=qvB，I=nqvS=nqvbc，則UCD=$\frac{BI}{nqc}$，n由材料決定，故U與材料有關；U還與厚度c成反比，與寬b無關，同時還與磁場B與電流I有關，故A錯誤、C也錯誤．
B、根據(jù)左手定則，電子向C側面偏轉，C表面帶負電，D表面帶正電，所以D表面的電勢高，則UCD＜0．故B錯誤．
D、在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，應將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過．故D正確．
故選：D．

點評 解決本題的關鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子，以及自由電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．如圖所示，在O點有一電荷量為+Q的點電荷，A、B、C、D是以O點為圓心的圓上的四點，其中ABCD構成一正方形，且AB邊水平和BC邊豎直，且AB=$\sqrt{2}$a，該空間還存在水平向右的勻強電場（圖中未畫出），已知A點的電場強度方向豎直向上，則（　　）
A．勻強電場的電場強度大小為$\frac{\sqrt{2}kQ}{2{a}^{2}}$
B．AB兩點的電勢差為$\frac{\sqrt{2}kQ}{a}$
C．B點的電場強度方向豎直向上
D．AD兩點的電勢差為$\frac{kQ}{a}$

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．①在利用重物自由下落“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為f=50Hz，實驗要求打點計時器在打第一個點時釋放紙帶．甲、乙、丙三個學生分別用同一裝置各打出一條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為0.48cm，0.19cm和0.18cm，肯定其中一個學生在操作上有錯誤，該同學是甲．其錯誤的操作是先釋放重物后接通電源．

②丁同學用甲圖所示裝置進行實驗，得到如圖乙所示的紙帶，把第一個點（初速度為零）記作O點，測出O、A間的距離為68.97cm，點A、C間的距離為15.24cm，點C、E間的距離16.76cm，已知當?shù)刂亓铀俣葹間=9.8m/s2，重錘的質(zhì)量為m=1.0kg則打點計時器在打O點到C點的這段時間內(nèi)，重錘動能的增加量為8.00J，重力勢能的減少量為8.25J．（保留三位有效數(shù)字）
③利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度=9.50m/s2（結果保留三位有效數(shù)字）
④在實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總大于重錘最大的動能，其原因主要是因為在重錘帶著紙帶下落過程中存在著阻力的作用，用題目給出的已知量．求出重錘下落過程中受到的平均阻力大小為0.30N．
⑤若利用BD段來驗證機械能守恒，則還要測量的物理量是BD段的長度，要驗證的表達式是$\frac{1}{2}$m（$\frac{{x}_{CE}}{2}$f）2-$\frac{1}{2}$m（$\frac{{x}_{AC}}{2}$f）2（用題中符號表達）
⑥以下是幾位同學的操作步驟，其中有錯誤和不必要的有ACDG
A．用天平測量重錘的質(zhì)量m
B．按如圖裝置把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線把打點計時器與學生電源的交流電壓輸出檔連接好．
C．把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過計時器限位孔，豎直提起紙帶使重錘停靠距打點計時器較遠的地方，紙帶上端用夾子夾住．
D．松開紙帶，接通電源，讓重錘自由下落．
E．重復幾次，得到3～5條打好點的紙帶．
F．在打好點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近2mm，且點跡清晰的一條紙帶，在起始點標上0，以后各計時點依次標上1，2，3…，用刻度尺測出對應下落高度h1、h2、h3…．
G．應用公式vn=ghn計算各點對應的即時速度v1、v2、v3…．
H．計算各點對應的勢能減少量mghn和動能的增加量$\frac{1}{2}$mvn2，進行比較．再做出結論．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場．在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球．O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，b、O、d三點在同一水平線上．已知小球所受電場力與重力大小相等．現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是（　�。�
A．小球能越過d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動
B．當小球運動到c點時，所受洛倫茲力最大
C．小球從d點運動到b點的過程中，重力勢能減小，電勢能增大
D．小球從b點運動到C點的過程中，電勢能增大，動能先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．磁懸浮列車是一種高速交通工具，它具有兩個重要系統(tǒng)：一個是懸浮系統(tǒng)，另一個是驅(qū)動系統(tǒng)．驅(qū)動系統(tǒng)的簡化模型如下：圖1是實驗車與軌道示意圖，圖2是固定在實驗車底部的金屬框與軌道間的運動磁場的示意圖．水平地面上有兩根很長的平行直導軌，導軌間有垂直于水平面的等間距的勻強磁場（每個磁場的寬度與金屬框的寬度相同），磁感應強度B1、B2大小相同，相鄰磁場的方向相反，所有磁場同時以恒定速度v0沿導軌方向向右運動，這時實驗車底部的金屬框?qū)艿较蛴业拇艌隽Γ瑤訉嶒炣囇貙к夁\動．設金屬框總電阻R=1.6Ω，垂直于導軌的邊長L=0.20m，實驗車與金屬框的總質(zhì)量m=2.0kg，磁感應強度B1=B2=B=1.0T，磁場運動速度v0=10m/s．回答下列問題：
（1）t=0時刻，實驗車的速度為零，求此時金屬框受到的磁場力的大小和方向；
（2）已知磁懸浮狀態(tài)下，實驗車運動時受到的阻力恒為f1=0.20N，求實驗車的最大速率vm；
（3）若將該實驗車A與另外一輛質(zhì)量相等但沒有驅(qū)動裝置的磁懸浮實驗車P掛接，設A與P掛接后共同運動所受阻力恒為f2=0.50N．A與P掛接并經(jīng)過足夠長時間后已達到了最大速度，這時撤去驅(qū)動磁場，保留磁懸浮狀態(tài)，A與P所受阻力f2保持不變，那么撤去驅(qū)動磁場后A和P還能滑行多遠？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖甲所示，一端開口導熱良好的氣缸放置在水平平臺上，活塞質(zhì)量為l0kg，橫截面積為50cm2，氣缸全長20cm，氣缸質(zhì)量20kg，大氣壓強為1×105Pa，當環(huán)境溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長8cm；現(xiàn)將氣缸倒過來豎直懸掛在天花板上，如圖乙所示g取10m/s2．
    ①求穩(wěn)定后，氣缸內(nèi)的氣柱長；
    ②從氣缸被豎直懸掛在天花板上，到活塞下降并達到穩(wěn)定的過程中，判斷氣缸內(nèi)氣體是吸熱還是放熱；
    ③如圖丙，將氣缸放在光滑水平地面上，用力F推活塞，氣缸與活塞一起穩(wěn)定運動的加速度a=5m/s2，求此時氣缸內(nèi)的氣柱長．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．下列所述的實例中（均不計空氣阻力），機械能守恒的是（　　）
A．小石塊被水平拋出后在空中運動的過程
B．木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過程
C．木箱沿光滑的斜面勻速上升的過程
D．石頭自由下落的過程

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．一汽車發(fā)動機的額定功率P=4.0×104W，汽車的總質(zhì)量m=1.0×103kg，該車在水平路面上沿直線行駛時，受到的阻力時車重的0.1倍．汽車從靜止開始以a=1m/s2的加速度做勻加速運動．達到額定功率后保持功率不變，繼續(xù)行駛t=25s，g取10m/s2．試求：
（1）汽車能達到的最大速度vm；
（2）勻加速運動所經(jīng)歷的時間t1；
（3）汽車保持額定功率行駛的位移s．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．下列說法中正確的是（　　）
A．布朗運動是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無規(guī)則運動
B．葉面上的小露珠成球形是液體表面張力的作用
C．不具有規(guī)則幾何體的物體也可能是晶體
D．氫氣和氦氣的溫度相同時，它們分子的平均速度相同
E．在車胎突然爆裂后的瞬間，車胎內(nèi)的氣體內(nèi)能減少

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