17_2013高考物理真题分类汇编 专题十七 电学创新实验.doc
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1、2013年高考真题物理分类汇编解析专题十七、电学创新实验1.(2013高考山东理综第21(2)题)(2)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。如图丙所示,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。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丙所示,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。已知薄片厚度d=0.40
2、mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示。根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UHI图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为_10-3VA-1T-1(保留2位有效数字)。该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,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丁所示的测量电路,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
3、电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件_和_(填器件代号)之间。答案:M 如图所示。 1.5 b c S1 E解析:若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,由左手定则,空穴所受洛伦兹力方向指向M,M侧电势高,用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与M端通过导线相连。由可知UH-I图线的斜率等于KB/d,由UH-I图线可求得图线的斜率等于0.38,由KB/d=0.38可得:霍尔系数K=1.510-3VA-1T-1。为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向“b”, S2掷向 “c”。 为了保证测量安全,可以将一合适的定值电阻与电源串联连接在电路中。在保持其它连
4、接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件S1 和E之间。2.(2013高考福建理综第19(2)题) (2)(12分)硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表的V1量程选用3V,内阻为6.0k;电压表V2量程选用15V,内阻约为30k;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12V,内阻不计。根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路。用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示教U1、U2。 ()某次测量时,电压表V1示数如
5、图丙,则U1= V可算出通过硅光电池的反向电流大小为 mA(保留两位小数)。()该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压UX 和通过反向电流IX(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立IX-UX坐标系,标出了与表中前5组UX、IX数据对应的5个坐标点。请你标出余下的4个坐标点,并绘出IX-UX图线。()由IX-UX图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,IX与UX成_(填“线性”或“非线性”)关系。答案:连线如图。(i)1.40 0.23()绘出IX-UX图线如图所示。(iii)非线性解析:电压表V1示数U1=1.4V,内阻为RV=6.0k,由欧姆
6、定律可知通过的电流为I=U1/RV=0.23A。根据表中数据标出余下的4个坐标点,用描点法平滑曲线绘出IX-UX图线如图所示。由IX-UX图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,IX与UX成非线性关系。3.(17分) (2013高考四川理综第8题)(1)(6分)在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示。实验时,先保持两电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球的距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷
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