■本刊编辑部

电学实验高考真题赏析

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1.(2 0 1 3年山东卷)霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图1所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足,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半导体薄片的霍尔系数。

图1

(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与(填“M”或“N”)端通过导线相连。

(2)已知薄片厚度d=0.4 0mm,该同学保持磁感应强度B=0.1 0T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如表1所示。

表1

根据表中数据在图2中画出UH-I图像,利用图像求出该材料的霍尔系数为× 1 0-3Ω·m/T(保留两位有效数字)。

图2

图3

(3)该同学查阅资料发现,使通过半导体薄片中的电流反向,再次测量霍尔系数K,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差。为此该同学设计了如图3所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向(填“a”或“b”),S2掷向(填“c”或“d”)。

为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中,在保持其他连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件和(填器件代号)间。

2.(2 0 1 3年江苏卷)为探究小灯泡的电功率P和电压U的关系,小明测量小灯泡的电压U和电流I,利用P=U I得到电功率。……