1、1. （高考资源网2012年江苏苏州期末）遥控器能调换电视机频道，利用的是光传感器。下列属于应用这类传感器的是 （A）红外报警装置 （B）金属电阻温度计 （C）电子电路中使用的“干簧管” （D）霍尔元件1.答案：A解析：红外报警装置利用的是光传感器，选项A正确。2. （高考资源网2012年江苏苏州期末）如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10，其余电阻均不计从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1VB当单刀双掷开关与b连接且在0.01
2、s时，电流表示数为2.2AC当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25HzD当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大2.答案：BCD解析：当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V，选项A错误；当单刀双掷开关与b连接且在0.01s时，电流表示数为2.2A，选项B正确；当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率仍为50Hz，选项C错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压为44V，副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率变大，选项D正确。OABCDO3（高考资源网2012年北京西城期末）如图所示，一单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴OO匀速转动。转轴OO
3、过AD边和BC边的中点。若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系可以表示为（Wb），时间t的单位为s。已知矩形线圈电阻为2.0。下列说法正确的是A线圈中电流的有效值约为3.14AB穿过线圈的磁通量的最大值为WbC在任意1s时间内，线圈中电流的方向改变10次D在任意1s时间内，线圈克服安培力所做的功约为9.86J3.答案：D解析：穿过线圈的磁通量最大值为BS=0.1Wb，选项B错误；转动角速度=20，产生的感应电动势最大值为BS=2V，线圈中电流的最大值约为3.14A，选项A错误；在任意1s时间内，线圈中电流的方向改变20次，选项C错误；在任意1s时间内，产生电能W=EIt=3.
4、142=9.86J，线圈克服安培力所做的功约为9.86J，选项D正确。4（高考资源网2012年河北衡水中学期末）如图是一种理想自耦变压器示意图线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头AB间接交流电压U，输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光下列说法正确的是（ ）URL2L1QSAP不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大BP不动，将Q向左移动，两灯均变暗CQ不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大DP、Q都不动，断开开关S，L1将变暗4.答案：C解析：P不动，将Q向右移动，变压器输出电流减小，输出功率减小
5、，变压器的输入功率变小，选项A错误；P不动，将Q向左移动，变压器输出电流增大，两灯均变亮，选项B错误；Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的副线圈匝数增多，输出电压增大，输出功率增大，输入功率变大，选项C正确；P、Q都不动，断开开关S，L1将变亮，选项D错误。图2uRLC123u/V0-36t/10-2s乙36甲5（高考资源网2012年北京海淀期末）如图2甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=6：1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻。当原线圈两端接有如图2乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的最
6、大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是 （ ）A副线圈两端的电压有效值均为216VB副线圈两端的电压有效值均为6VC灯泡变亮D灯泡变亮5.答案：BD解析：由变压器变压公式，将其频率变为原来的2倍，副线圈输出电压不变，副线圈两端的电压有效值均为6V，选项A错误B正确；将其频率变为原来的2倍，灯泡亮度不变。由于容抗变小，感抗变大，灯泡变亮，灯泡II变暗，选项C错误D正确。6（高考资源网2012年唐山调研）2011年入夏以来，中国南方贵州、云南、重庆等省市部分地区出现持续高温、少雨天气，引起不同程度旱情，导致大面积农作物受灾，造成群众饮水短
7、缺等基本生活困难。目前旱情仍在持续中，电力部门全力确保灾区的用电供应。如下图所示，发电厂的输出电压和输电线的电阻、变压器均不变，如果发电厂欲增大输出功率，则下列说法正确的是（ ）A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例减少6.答案：C解析：如果发电厂欲增大输出功率，输电线中电流一定增大，输电线上损耗的功率增大，输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，选项C正确D错误；升压变压器的输出电压不变，输电线上电压损失增大，降压变压器的输入电压减小，输出电压减小，选项AB错误。7（高考资源网2012年河北衡水第五次调研）如右图所示，有一
8、矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，绕垂直磁感线的对称轴OO/以角速度匀速转动，从图示位置转900的过程中，下列说法正确的是A 通过电阻R的电量B 通过电阻R的电量Q=C 外力做功平均功率P=D 从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为eNBSsint7.答案：BC解析：从图示位置转900的过程中，磁通量变化=BS，通过电阻R的电量Q=It=t=N=，选项A错误B正确；矩形线圈绕垂直磁感线的对称轴OO/以角速度匀速转动，产生的感应电动势最大值Em=NBS，感应电流有效值为I=，外力做功平均功率P=EI=I2(R+r)=，选项C正确；从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律
9、为eNBSsin(t+/2),选项D错误。8（浙江省六校高考资源网2012年年2月联考）如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是A图示位置穿过线框的磁通量为零B线框中产生交变电压的有效值为500VC变压器原、副线圈匝数之比为2511D变压器输出端最多能并联83只60瓦的灯泡8.答案：CD解析：图示位置穿过线框的磁通量最大，选项
10、A错误；线框中产生交变电压的最大值为NBS=500.5200V=500V，有效值为500V，选项B错误；由变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为2511，选项C正确；变压器允许输入最大功率为50010W=5000W，变压器输出端最多能并联5000/60=83只60瓦的灯泡，选项C正确。9（高考资源网2012年湖南2月联考）一交流发电机的线圈电阻为1，将其输出端接在电阻为10的电阻丝上，其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如图所示，则 （ ）A线圈转动的角速度为100rad/sB交流发电机的电动势最大值为200VC电阻丝的发热功率为2kWD若将此发电机接在匝数比为12的理想变压器上可使输出频
11、率提高1倍9答案：C解析：根据得 rad/s，A项错；图象中输出电压最大值为200V，由于线圈有内阻，则其电动势最大值大于200V，B项错；电阻丝的发热功率为=2kW，C项正确；理想变压器可以改变输出电压，不能改变输出频率，D项错。10（高考资源网2012年安徽合肥一模）一台发电机的结构示意图如图I所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是（ ）10.答案：D解
12、析：由于磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动过程中，都垂直切割磁感线，所以能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是图D。11（高考资源网2012年上海松江期末）某种位移传感器的工作原理如图(a)所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片P一起平移，通过理想电压表的示数来反映物体M的位移x。已知电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的总长为L，物体M以O为平衡位置做简谐运动（取向右为正方向），振幅为，物体经过O时P恰好位于滑动变阻器的中点。若电压表的示数U随时间t的变化关系如图(b)所示，则在图示0t1时间内，下列说法正确的是（ ）MOx
13、PV(a)(b)U0Ett1A物体M的速度为正方向且不断增大B物体M的速度为负方向且不断减小C物体M的加速度为正方向且不断增大D物体M的加速度为负方向且不断减小11.答案：A解析：由0t1时间内，电压表的示数U随时间t的变化关系可知，物体M的速度为正方向且不断增大，加速度为正方向且不断减小，选项A正确。图2uRLC123u/V0-36t/10-2s乙36甲12（高考资源网2012年北京海淀期末）如图2甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=6：1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻。当原线圈两端接有如图2乙所示的交流电时，三
14、只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的最大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是 （ ）A副线圈两端的电压有效值均为216VB副线圈两端的电压有效值均为6VC灯泡变亮D灯泡变亮12.答案：BD解析：由变压器变压公式，将其频率变为原来的2倍，副线圈输出电压不变，副线圈两端的电压有效值均为6V，选项A错误B正确；将其频率变为原来的2倍，灯泡亮度不变。由于容抗变小，感抗变大，灯泡变亮，灯泡II变暗，选项C错误D正确。13. （高考资源网2012年年2月西安五校联考）如右图所示，N匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀
15、速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是（ ）A图示位置电流为0 BR两端电压的有效值U=NBSC一个周期内通过R的电荷量q=2BS/R D交流电流表的示数I=NBS13.答案：D解析：图示位置电流不为0，选项A错误；由于接有二极管，二极管D具有单向导电性，由(NBS)2 RT/2=U2/RT解得R两端电压的有效值U=NBS/2，交流电流表的示数I=NBS，选项B错误D正确；一个周期内通过R的电荷量q=2NBS/R，选项C错误。柴油发电机安置区火线零线14（高考资源网2012年
16、年2月河北省五校联盟模拟）“512”汶川大地震发生后，常州常发集团向灾区人民捐赠一批柴油发电机。该发电机说明书的部分内容如表所示，现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示发电机到安置区的距离是400m，,输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.510-4。安置区家用电器的总功率为44kW，当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时：型号AED6500S最大输出功率60kW输出电压范围220300VA输电线路中的电流为20AB发电机的实际输出电压为300VC在输电线路上损失的电功率为8kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则
17、其输出电压最大值是300V14.答案：C 解析：当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I=P/U=200A，选项A错误；发电机的实际输出电压为U+Ir2400=220V+2002.510-42400V=260V，选项B错误；在输电线路上损失的电功率为P损= I2r2400= 20022.510-42400W=8000W=8kW，选项C正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是2601.4V=364V，选项D错误。15（高考资源网2012年年2月深圳第一次调研）如图，用理想变压器给电灯L供电，如果只增加副线圈匝数，其它条件不变，则AVU1U2L
18、n1n2A电灯L亮度减小B电流表示数增大C电压表示数增加D变压器输入功率不变15.答案：BC解析：如果只增加副线圈匝数，输出电压升高，电压表示数增加，电灯L亮度增大，电流表示数增大，变压器输入功率增大，选项BC正确。VA.第6题16. （高考资源网2012年南京一模）如图所示，一只理想变压器原线圈与频率为50Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20的电阻串联后接在副线圈的两端。图中的电流表，电压表均为理想交流电表，原副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5V。则( )A电流表的读数为0.5AB流过电阻的交流电的频率为100HzC交流电源的输出电压的最大值为20VD交流电源的输出功率为2
19、.5W16.答案：CD解析：根据题述电压表的示数为5V可知，变压器输出电压为10V，利用变压器变压公式可得交流电源的输出电压即变压器输入电压为20V，输出电压的最大值为20V，选项C正确；变压器输出功率为102/40W=2.5W，交流电源的输出功率为2.5W，选项D正确；由2.5W=20I得电流表的读数为0.125A，选项A错误；变压器不能改变交流电的频率，流过电阻的交流电的频率为50Hz，选项B错误。17（高考资源网2012年年2月福建晋江四校第二次联考）利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图
20、示方向的电流I， C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是( ) A电势差UCD仅与材料有关B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD0C仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大D在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平17.答案：C解析：设霍尔元件的载流子定向移动速度为v，则有qUCD/L=qvB，电势差UCD=BLv，电势差UCD与材料宽度L，载流子定向移动速度v和磁感应强度B有关，仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大，选项A错误C正确；若霍尔元件的载流子是自由电子，由左手定则可判断出自由电子受力指向C侧面，则电势差UCD0，选项B错误；在测定地球赤道上方的地磁场
21、强弱时，元件的工作面应保持竖直且东西放置，选项D错误。18（ 高考资源网2012年年2月山西四校联考）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n24：1，电源电压u=220sin314t(V)，原线圈电路中接入熔断电流I01A的保险丝，副线圈电路中接入一可变电阻R，则()A电压表的读数为77VB当可变电阻R的阻值变大时，电源的输入功率变大C可变电阻R的阻值低于13.75时保险丝将熔断D副线圈的输出功率一定是200W18.答案：C解析：原线圈输入电压220V，由变压器变压公式，副线圈输出电压即电压表的读数为55V，选项A错误；当可变电阻R的阻值变大时，变压器输出功率减小，电源的输入功率变小
22、，选项B错误；可变电阻R的阻值低于13.75时，变压器输出功率大于220W，原线圈电路中电流大于保险丝的熔断电流I01A，保险丝将熔断，选项C正确；副线圈的输出功率随可变电阻的增大而减小，选项D错误。19. （河北省唐山市高考资源网2012年届高三下学期第一次模拟）一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示，则A. t1时刻穿过线圈的磁通量为零B. t2时刻穿过线圈的磁通量为零C. t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零D. t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零19答案：AD解析：t1时刻穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大；t2时刻
23、穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零；t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大，感应电动势最大；t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零，选项AD正确。第20题图20（高考资源网2012年年2月陕西师大附中第四次模拟）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当只改变线圈的转速后，产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下说法正确的是 A线圈先后两次转速之比为23 B通过线圈的磁通量最大值之比为32C先后两次交流电的最大值之比为32D先后两次交流电的有效值之比为20.答案：C解析：由产生正弦交流电的图象可知，a、b两个交变电流的周期之比为23，T=2/，=2n，所以线
24、圈先后两次转速之比为32，选项A错误；电压最大值Um=NBS，先后两次交流电的最大值之比为32，选项C正确；通过线圈的磁通量最大值=BS=Um/N，通过线圈的磁通量最大值之比为11，选项B错误；由最大值与有效值的关系可知，先后两次交流电的有效值之比为32，选项D错误。21（高考资源网2012年年2月江西九江市七校联考）如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=61，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻。当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的峰值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则
25、对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是 （ ）A副线圈两端的电压有效值均为6V B副线圈两端的电压有效值均为216VC灯泡变暗，灯泡变亮 D灯泡变亮，灯泡变亮21. 答案：AC 解析：将交流电的频率变为原来的2倍，对于交流电的频率改变之后与改变前相比，副线圈两端的电压有效值均为6V，选项A正确B错误；灯泡亮度不变，灯泡变暗，灯泡变亮，选项C正确D错误。22（高考资源网2012年年2月武汉调研）如图所示，某变电站用10kV的高压向10km外的小区供电，输送的电功率为200kW。现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%，下列不同规格的输电线中，符合要求的是变电站小区选项
26、型号千米电阻（/km）ADYD30/C1BDYD50/C0.6CDYD100/C0.3DDYD150/C0.222.答案：CD解析：由P=UI解得输电电流I=P/U=20A。输电线路上损耗的功率不超过P损=200kW2%=4kW，由P损=I2R解得R=10.由于输电线长度需要20km，所以可以选择千米电阻0.5/km以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C，符合要求的是选项CD。23（高考资源网2012年年2月宁波八校联考）如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电u20sin100t
27、（V），则加在R2上的电压有效值为A10V B20V C15V D5V23.答案：D解析：由二极管的单项导电性可知加在R2上的电压波形为半个周期最大值为20V，半个周期最大值为10V。由有效值的定义可得加在R2上的电压有效值为5V，选项D正确。24. （高考资源网2012年年开封二模）如图所示，T为理想变压器，A1,A2为理想交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当变阻器的滑动触头向下滑动时A. A1的读数变大，A2读数变大B. A1的读数变大，A2读数变小C. A1的读数变小，A2读数变大D. A1的读数变小，A2的读数变小24.答案：A解析：当变阻器
28、的滑动触头向下滑动时，A2读数变大，变压器输出功率增大，A1读数变大，选项A正确。25（高考资源网2012年年2月洛阳五校联考）如图所示，两平行光滑金属导轨处于竖直面内，相距d=050m，磁感应强度B=10T的匀强磁场垂直于导轨平面。金属棒ab垂直于导轨放置，并与导轨始终保持良好接触。导轨的右端用导线与一理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈两端接有一个“10V、20W”的小灯泡L。现用外力使金属棒ab沿导轨左右运动，速度的变化规律为v=10sin50t m/s，此时小灯泡恰好正常发光。不计导轨、导线及金属棒的电阻，下列说法中正确的是（ ）abn1n2LBA变压器原、副线圈的匝数比为12B变压
29、器副线圈中电流的最大值为020AC变压器原线圈中电流的最大值为080AD金属棒所受的最大安培力为040N25答案：CD解析：考查交流电、变压器相关知识。金属棒切割磁感线产生的瞬时电动势e=Bdv=5sin50t V，则变压器原线圈电压的有效值为V。小灯泡正常发光，变压器副线圈的输出电压U2=10V。所以变压器原、副线圈的匝数比为，A错误；变压器副线圈中电流的有效值=020A，B错误；变压器原线圈中电流的有效值A，变压器原线圈中电流的最大值=080A，C正确；金属棒所受的最大安培力为Fm=BdI1m=040N，D正确。26. （高考资源网2012年年2月山东潍坊重点中学联考）如图所示，理想变压器
30、的原、副线圈匝数之比为101，R1，与原线圈相连的熔断器（保险丝）的熔断电流为1A，通过电压传感器测得副线圈两端电压图像如图所示，则下列说法正确的是 A原线圈输入电压的有效值为220VB原线圈两端交流电的频率为500HzC原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为101D为保证电路安全工作，滑动变阻器的阻值不得小于1.226.答案：AD解析：由副线圈两端电压图像可知，U2=22V，由变压公式可知，原线圈输入电压的有效值为220V。由副线圈两端电压图像可知，交变电流周期为0.02s，频率为50Hz，原线圈两端交流电的频率也为50Hz，选项A正确B错误；由变压器原理，原、副线圈铁芯中磁通量变化率相等，选项
31、D错误；为保证电路安全工作，变压器输入功率应小于220W，副线圈总电阻应不小于2.2，所以滑动变阻器的阻值不得小于1.2，选项D正确。图13BRO1O2CD甲tB0乙t1B10BL2L127（10分）（高考资源网2012年北京海淀期末）如图13甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0t1的时间内，线框保持静
32、止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动。求：（1）0t1时间内通过电阻R的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量。27（10分）解析：（1）0t1时间内，线框中的感应电动势 E=n（2分）根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流I=（1分）（2）线框产生感应电动势的最大值 Em=nB1 L1L2（1分）感应电动势的有效值E= nB1 L1L2（1分）通过电阻R的电流的有效值I=线框转动一周所需的时间t=（1分）此过程中，电阻R产生的热
33、量 Q=I2Rt=R（1分）（3）线框从图甲所示位置转过90的过程中，平均感应电动势 （1分）平均感应电流 （1分）通过电阻R的电荷量 q=（1分）28（高考资源网2012年北京海淀期末）1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。（1）如图14甲所示，某长方体导体abcdabcd的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为e，处在与ab ba面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B0。在导体
34、中通有垂直于bccb面的电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为UH，求此导体中单位体积内自由电子的个数。（2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H=定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图14甲中的ab ba面）的面积可以在0.1cm2以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图14乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又
35、可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内。在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求；要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、UH外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。28（10分）解析：（1）设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率为v，则有 I=nehlv（1分）当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛仑兹力相等，因此有evB0=eUH/h（2分）解得n=（1分）（2）应调整探杆的放置方位（或调整探头的方位），使霍尔电势差达到最大（或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；ab ba面与磁场方向垂直）（3分）设探头中的载流子所带电荷量为q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为B的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳定霍尔电压UH时，有 qvB=qUH/h（1分）又因 I=nqhlv和H=联立可解得 B=（1分）所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l（1分）.精品资料。欢迎使用。
