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在第三次工業革命的今天,新材料的發現和運用尤為重要。我國某科研機構發現一種新型的半導體材料,目前已經知道這種半導體材料的載流子(參與導電的“帶電粒子”)的電荷量的值是e(電子電量的絕對值),但不知道它的電性和載流子的數密度n(單位體積中載流子的數量)。為了測定這種材料中的載流子是帶正電還是帶負電,以及載流子的數密度,科學家把這種材料先加工成一塊偏平的六面體樣品,這塊樣品的長、寬和厚度分別為a、b、d(如圖中所示)。現將這塊樣品接入電路中,且把靠外的偏平面標記為M,靠里的偏平面標記為N,然后在垂直于大平面的方向加上一個磁感應強度大小為B的勻強磁場。接通電鍵S,調節可變電阻R.使電路中產生合適的電流。然后用電壓表判定M、N兩個面的電勢高低并測定M、N間的電壓(也叫霍耳電壓),從而得到這種半導體材料載流子的電性和數密度。

(1)當M的電勢比N的電勢低時,材料中的載流子帶   電(填“正”或“負”);
(2)為了測定載流子的數密度n,除題目中已給出的數據外,還需要測定的物理量有(寫出物理量的含義并設定相應的符號)                       ;
(3)根據題設條件和你測定的物理量,寫出載流子的數密度的表達式n=          。
(1)負(3分);(2)電路中的電流強度(電流表的讀數)I,M、N間的電壓(電流表的讀數或霍耳電壓)U(各2分); (3)(3分)。

試題分析:(1)根據左手定則,載流子如果是正電荷,M板將帶正電,是高電勢,因此材料中的載流子帶負電。
(2)根據(3)中的最簡式,可知還需要測量I和U。
(3)電流的微觀解釋是I=neSv,橫截面積S=bd,電壓達到穩定以后有qvB=qE,場強與電勢差的關系是U=dE,聯立以上各式得。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,M、N為兩條沿豎直方向放置的直導線,其中有一條導線中通有恒定電流,另一條導線中無電流。一帶電粒子在M、N兩條直導線所在的平面內運動,曲線ab是該粒子的運動軌跡。帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計。關于導線中的電流方向、粒子帶電情況以及運動的方向,下列說法正確的是
A.M中通有自上而下的恒定電流,帶負電的粒子從a點向b點運動
B.M中通有自上而下的恒定電流,帶正電的粒子從a點向b點運動
C.N中通有自上而下的恒定電流,帶正電的粒子從a點向b點運動
D.N中通有自上而下的恒定電流,帶負電的粒子從a點向b點運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在地球的赤道附近,宇宙射線中的一個帶負電的粒子垂直于地面射向赤道,那么在地磁場的作用下,該粒子的偏轉方向將是 (    ) 
A.向東B.向西C.向南D.向北

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖所示,一對磁偏轉線圈形成的勻強磁場分布在R = 0.10m的圓形區域內,磁感應強度為0.1T。圓的左端跟y軸相切于直角坐標系的原點O,右端跟足夠大的熒光屏MN相切于x軸上A點,置于原點的粒子源沿x軸正方向射出帶正電的粒子流,以v =×106m/s射入磁場,粒子的比荷為1×108c/kg,重力不計。求

(1)粒子在磁場中運動的時間。
(2)粒子打在熒光屏上的位置距A的距離。
(3)要使粒子打不到熒光屏上,求粒子的速度大小應滿足的條件。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在一垂直于xOy平面的勻強磁場中,有甲、乙兩個不同的帶電粒子(不計重力和兩粒子間的作用力),同時從坐標原點O分別沿與x軸正方向成30o和60o的方向,以v1和v2的速度垂直于磁場方向射入磁場中,并同時到達x軸上的P點。則由此可得甲、乙兩粒子的比荷之比k1:k2和速率之比v1:v2分別為
A.2:1,2:B.1:2,:2C.2:1,:2D.1:2,2:

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示R為某種天然放射性元素,R發出的射線沿RO方向射出,虛線框內有垂直于線框平面的勻強磁場,PQ是厚紙板,MN是熒光屏,實驗時發現屏上O、A兩處有亮斑,下面判斷正確的是(  )
A.磁場方向垂直線框向內,到達O點的是中子
B.磁場方向垂直線框向內,到達A點的是粒子
C.增強磁場有可能使A處亮斑消失
D.增強磁場有可能在O點之上新增一個亮斑

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

初速為v0的電子,沿平行于通電長直導線的方向射出,直導線中電流方向與電子的初始運動方向如右圖所示,則(  )
A.電子將向右偏轉,速率不變
B.電子將向左偏轉,速率改變
C.電子將向左偏轉,速率不變
D.電子將向右偏轉,速率改變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列說法正確的是
A.正弦交變電流的有效值是最大值的
B.聲波是縱波,聲源振動越快,聲波傳播也越快
C.在某介質中,紅光折射率比其他色光的小,故紅光傳播速度比其他色光的大
D.質子和α粒子以相同速度垂直進入同一勻強磁場,質子做圓周運動的半徑較小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖,在陰極射管正下方平行放置一根通有足夠強直流電流的長直導線,且導線中電流方向水平向右,則陰極射線將會( )
A.向上偏轉
B.向下偏轉
C.向紙內偏轉
D.向紙外偏轉

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同步練習冊答案
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