霍爾效應是電磁基本現象之一,近期我國科學家在該領域的實驗研究上取得了突破*進展。如圖*所示,在一矩形半導體薄片...
問題詳情:
霍爾效應是電磁基本現象之一,近期我國科學家在該領域的實驗研究上取得了突破*進展。如圖*所示,在一矩形半導體薄片的P、Q間通入電流I,同時外加與薄片垂直的磁場B,在M、N間出現電壓UH,這個現象稱為霍爾效應,UH稱為霍爾電壓,且滿足,式中d為薄片的厚度,k為霍爾係數。某同學通過實驗來測定該半導體薄片的霍爾係數。
I(×10-3A) | 3.0 | 6.0 | 9.0 | 12.0 | 15.0 | 18.0 |
UH(×10-3V) | 1.1 | 1.9 | 3.4 | 4.5 | 6.2 | 6.8 |
① 若該半導體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導電,電流與磁場方向如圖*所示,該同學用電壓表測量UH時,應將電壓表的“+”接線柱與_________(填“M”或“N”)端通過導線相連。
② 已知薄片厚度d=0.40mm,該同學保持磁感應強度B=0.10T不變,改變電流I的大小,測量相應的UH值,記錄資料如下表所示。根據表中資料在給定區域內(見答題卡)畫出UH—I圖線,利用圖線求出該材料的霍爾係數為____________V(保留2位有效數字)。
③ 該同學查閱資料發現,使半導體薄片中的電流反向再次測量,取兩個方向測量的平均值,可以減小霍爾係數的測量誤差,為此該同學設計瞭如圖丁所示的測量電路,S1、S2均為單*雙擲開關,虛線框內為半導體薄片(未畫出)。為使電流從Q端流入,P端流出,應將S1擲向_______(填“a”或“b”), S2擲向_______(填“c”或“d”)。為了保*測量安全,該同學改進了測量電路,將一合適的定值電阻串聯在電路中。在保持其它連線不變的情況下,該定值電阻應串聯在相鄰器件____________和__________(填器件代號)之間。
【回答】
M
②如右圖所示,1.5(1.4或1.6)
③b,c;S1,E
知識點:專題十三 中學物理實驗
題型:實驗,探究題
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