问题 问答题

归纳式探究:

如图1所示,在研究磁场对电流作用的实验中,将直导线换作一块厚度为b、宽度为d的导体板.将电压表连在导体板的两侧,发现电压表指针发生偏转,说明导体板两端存在电压,这个电压叫做霍尔电压.进一步实验的数据如下:

板的材料板的厚度

dm

通入板的电流

I/A

磁场强度

B/T

霍尔电压

UH/V

3×10-22×10-6A1×10-42.0
3×10-22×10-6A2×10-41.4
6×10-22×10-6A1×10-41.0
8×10-24×10-6A2×10-40.7
3×10-22×10-6A4×10-48.0
4×10-26×10-6A8×10-4______
(1)请将表格填写完整.

(2)由上述实验甲材料的数据可得:霍尔电压UH=______(K为系数,称为甲材料的“霍尔系数”),K=______;综合分析表中实验数据,可得:由甲、乙两种材料做成的厚度相同的导体板,通入相同的电流,放入同一个磁场中,产生霍尔电压较大的材料______.

(3)在UH-d关系图象中,______能正确的反映UH随材料的厚度d变化的规律.

答案

(1)比较甲的第一和第二组数据可知,其它条件相同时,板的厚度变为原来的二倍,霍尔电压变为原来的一半,说明霍尔电压跟板的厚度成反比;

比较乙的第一和第二组数据可知,其它条件相同时,通入板的电流变为原来的二倍,霍尔电压变为原来的二倍,说明霍尔电压跟电流成正比;

比较甲的第一和第三组数据可知,其它条件相同时,磁场强度变为原来的二倍,霍尔电压变为原来的二倍,说明霍尔电压跟磁场强度成正比.

所以霍尔电压跟板的厚度成正比,跟电流成正比,跟磁场强度成正比,又由甲、乙的第一组数据可知,霍尔电压跟材料有关,所以UH=K

IB
d

将乙第二组数据代入公式可得K=

UHd
IB
=
0.7V×8×10-2m
4×10-6A×2×10-4T
=0.7×108Vm/(AT);

将乙的最后一组数据代入公式得:UH=K

IB
d
=0.7×108×
6×10-6×8×10-4
4×10-2
V=8.4V.

(2)所以甲材料的霍尔电压:UH=K

IB
d

K为霍尔系数,材料不同,系数K不同,将第一组数据代入公式,可得K=

UHd
IB
=
2.0V×3×10-2m
2×10-6A×1×10-4T
=3×108Vm/(AT);

K甲>K乙,所以产生霍尔电压较大的材料是甲;

(3)由霍尔电压的表达式可知,霍尔电压与板的厚度成反比,由VH-d图象可知,a表示成正比,b表示无关,c表示成反比,所以c能正确的反应VH随着材料厚度d变化的规律.

故答案为:(1)8.4;(2)K

IB
d
;3×108Vm/(AT);甲;(3)c.

单项选择题
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