20.歸納 式探究--研究霍爾電壓
葉子姐姐在研究磁場(chǎng)對(duì)電流作用的實(shí)驗(yàn)中,將直導(dǎo)線換作一塊厚度為b、寬度為d的導(dǎo)體板.如圖1所示,將電壓表連在導(dǎo)體板的兩側(cè),發(fā)現(xiàn)電壓表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明導(dǎo)體板兩端存在電壓,這個(gè)電壓叫霍爾電壓.葉子姐姐進(jìn)一步做了如下實(shí)驗(yàn):
板的材料板的厚度d/m通入板的電流I/A磁場(chǎng)強(qiáng)度B/T霍爾電壓UH/V
2×10-22×10-61×10-41.0
4×10-22×10-61×10-40.5
2×10-22×10-62×10-42.0
2×10-22×10-61×10-40.7
2×10-24×10-61×10-41.4
4×10-26×10-62×10-42.1
(1)由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得:霍爾電壓UH=K$\frac{IB}hrpl1xt$ (K為系數(shù)),K稱為材料的“霍爾系數(shù)”,綜合分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可得:材料不同,霍爾系數(shù)K值不同(“相同”或“不同”);K=1×108Vm/AT.
(2)請(qǐng)你將表中的空格填上.
(3)在圖2UH-d關(guān)系圖象中,b能正確反映UH隨材料的厚度d變化的規(guī)律.

分析 (1))分析數(shù)據(jù),運(yùn)用控制變量法,尋找霍爾電壓與板的厚度、通入板的電流、磁場(chǎng)強(qiáng)度的定量關(guān)系;依據(jù)確定的定量關(guān)系,代入表中的相應(yīng)數(shù)據(jù),算出K值,注意單位的運(yùn)用;
(2)依據(jù)幾個(gè)量的定量關(guān)系,算出K值;再重新代入數(shù)據(jù),算出要求的量;
(3)正比例函數(shù)圖象和反比例函數(shù)圖象的特點(diǎn)分析.

解答 解:(1)比較一、二組數(shù)據(jù),電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度相同時(shí),板的厚度增加一半,電壓則減半,可知在電流和磁場(chǎng)強(qiáng)度相同時(shí),霍爾電壓和板的厚度成反比;
比較一、三組數(shù)據(jù),板的厚度和通入的電流相同時(shí),磁場(chǎng)強(qiáng)度增加一倍,電壓也增加一倍,可推測(cè)在電流和板的厚度相同時(shí),霍爾電壓和磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比;
比較四、五組數(shù)據(jù),板的厚度和磁場(chǎng)強(qiáng)度相同時(shí),電流增加一倍,電壓也增加一倍,可推測(cè)在板的厚度和磁場(chǎng)強(qiáng)度相同時(shí),霍爾電壓和電流成正比;
綜合以上得出:UH=K$\frac{IB}snb2l5k$;選取甲和乙任意一組數(shù)據(jù)代入,可求得甲和乙的K值;
(2)依據(jù)U=K$\frac{IB}gck13iw$變形,代入乙的任意一組數(shù)據(jù),求出K
K=$\frac{Ud}{IB}$=$\frac{0.7×2×10-2}{2×10-6×1×10-4}$=7×107V•m/A•T;
UH=K$\frac{IB}yckipse$=7×107V•m/A•T×6$\frac{6×10-6A×2×10-4T}{4×10-2m}$=2.1V;
(3)由推導(dǎo)霍爾電壓的表達(dá)式可知,霍爾電壓與板的厚度成反比,由VH-d圖象可知,a表示成正比,b表示成反比,所以b能正確的反應(yīng)VH隨著材料厚度d變化的規(guī)律;
故答案為:(1)$\frac{IB}uex1qlo$;不同;1×108Vm/AT;(2)2.1;(3)b.

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查控制變量法的運(yùn)用,根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)出的數(shù)據(jù)找出霍爾電壓和板的厚度、通入電流以及磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的定量關(guān)系,要求學(xué)生不僅運(yùn)用控制變量法去找各量之間的定性關(guān)系,還要進(jìn)一步歸納出定量關(guān)系,所以此題對(duì)數(shù)據(jù)分析能力的要求非常高.是一道較難的題目.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

2.深秋的早晨起床時(shí)可看到房間玻璃窗上有許多小水珠,這些水珠在窗玻璃朝房?jī)?nèi)(填“房?jī)?nèi)”或“房外”)的一側(cè),這是采用降低溫度的方法使水蒸氣液化的,該過程會(huì)放出熱量.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

11.雨天乘車時(shí),小華發(fā)現(xiàn)小車前擋風(fēng)玻璃上的刮水器隨著雨的大小,刮動(dòng)的速度相應(yīng)地發(fā)生變化.雨停后,刮水器自動(dòng)停止工作.小華查閱相關(guān)資料后,發(fā)現(xiàn)它的工作電路中安裝有“雨水檢測(cè)金屬網(wǎng)”裝置.小華想,該裝置究竟在刮水器工作中起到了什么作用,于是他自制了如圖1所示的雨水檢測(cè)金屬網(wǎng)(以下簡(jiǎn)稱檢測(cè)網(wǎng)),并設(shè)計(jì)了如圖2所示模擬電路進(jìn)行探究.
(1)小華按照所設(shè)計(jì)的電路圖連接電路,實(shí)驗(yàn)時(shí),檢測(cè)網(wǎng)未放入雨水中,電路處于斷開狀態(tài),再將檢測(cè)網(wǎng)放入雨水中,電路接通,表明雨水是導(dǎo)體(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”).小華通過觀察電路中電流表示數(shù)的變化,來判斷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化,從而反映刮水器刮水速度的變化.
(2)將檢測(cè)網(wǎng)豎立并浸入雨水中不同深度處進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄如下數(shù)據(jù):
檢測(cè)網(wǎng)浸入雨水中部分未浸入$\frac{1}{3}$浸入$\frac{2}{3}$浸入全部浸入
電流表的示數(shù)/A00.160.200.32
①結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)將表格中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整.
②分析數(shù)據(jù)可知,檢測(cè)網(wǎng)浸入雨水中深度越深,電流表示數(shù)越大.這說明a、b間接入電路的電阻在變。ㄟx填“變大”或“變小”).根據(jù)影響導(dǎo)體電阻大小的因素可知:a、b間接入電路的電阻變化是由導(dǎo)體的橫截面積變化引起的.
(3)小華設(shè)計(jì)的電路在無雨水時(shí),電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng),無法實(shí)現(xiàn)車窗的清洗.請(qǐng)你在不拆卸原電路的基礎(chǔ)上,在該電路中加裝一個(gè)電路元件,以解決此問題.
加裝的元件是:開關(guān);簡(jiǎn)述你的做法:將開關(guān)與檢測(cè)網(wǎng)并聯(lián).

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

8.下面是小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中研究電流產(chǎn)生的熱量和哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)過程記錄,有不完整的地方,請(qǐng)你幫他填寫完整.
(1)課題:研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)裝置及原理.
小明同學(xué)組裝了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油,瓶塞插有相同的細(xì)玻璃管,瓶中各放一根電阻絲,已知R1>R2
(2)實(shí)驗(yàn)過程:①接通電路一段時(shí)間,比較兩瓶玻璃管中的煤油哪個(gè)上升得高,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:甲瓶中的煤油上升得高.這表明,串聯(lián)時(shí)的電阻越大,產(chǎn)生的熱量越多.
②在兩玻璃管中的液柱降回原來的高度后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,加大電流,重做上述實(shí)驗(yàn),通電時(shí)間與前次相同.在兩次實(shí)驗(yàn)中,比較甲瓶(或乙瓶)中的煤油哪次上升得高.實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:在第二次實(shí)驗(yàn)中,瓶中煤油上升得較第一次的高.這表明,同一電阻,電流越大,電流產(chǎn)生的熱量越多.
③實(shí)驗(yàn)表明:通電時(shí)間越長(zhǎng),瓶中,煤油上升得越高,電流產(chǎn)生的熱量越多.小組的同學(xué)一起對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納分析,找到了電流產(chǎn)生的熱量的多少和電流大小、電阻大小、通電時(shí)間因素有關(guān).
(3)應(yīng)用:有許多家用電器的工作原理即為焦耳定律,請(qǐng)舉兩個(gè)例子.電飯鍋,電熱毯.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

15.學(xué)校音樂會(huì)上,吉他彈奏聲美妙極了,小明想探究弦絲發(fā)出聲音的音調(diào)與其長(zhǎng)度、直徑、材料的關(guān)系,他選取了不同規(guī)格的弦絲,在松緊程度相同的前提下?lián)軇?dòng)弦絲發(fā)聲,測(cè)出各自發(fā)出聲音的頻率,數(shù)據(jù)如下表所示:
 編號(hào) 材料 長(zhǎng)度/cm 直徑/mm 頻率/Hz
 1 鋼 2.0 2131
 2 鋼 35.00 2.0 1284
 3 鋼 50.00 2.5 656
 4 尼龍 50.00 500
(1)如圖所示,用刻度尺測(cè)得1號(hào)弦絲的長(zhǎng)度是20.50cm.
(2)四根弦絲中,發(fā)聲音調(diào)最低的是編號(hào)為4的弦絲.
(3)分別撥動(dòng)編號(hào)為1、2的弦絲,可探究發(fā)聲音調(diào)與弦絲長(zhǎng)度的關(guān)系.
(4)分別撥動(dòng)編號(hào)為3、4的弦絲,可探究發(fā)聲音調(diào)與弦絲材料的關(guān)系,可見編號(hào)為4的弦絲直徑是2.5mm.
(5)分別撥動(dòng)編號(hào)為2、3的弦絲,不能(能/不能)探究發(fā)聲音調(diào)與弦絲直徑的關(guān)系,理由是弦絲的長(zhǎng)度不同.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

5.動(dòng)物的能量都來自食物,各種食物的所含的能量是不同的.小明要比較花生仁、大米、牛肉干在體內(nèi)所能提供的能量的大小,采用了下列實(shí)驗(yàn)方法:
a.分別稱取1克花生仁、大米、牛肉干,并將它們分別粉碎
b.在如圖所示裝置的試管中加入10毫升水
c.測(cè)量并記錄加熱前的水溫
d.將粉碎后的花生仁放在燃燒匙中,然后在酒精燈上加熱到自行燃燒,即馬上放于試管下方,
使其完全燃燒干凈
e.在同樣條件下,再分別用大米和牛肉干重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)
(1)上述實(shí)驗(yàn)步驟尚不完整,請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)量并記錄加熱后的水溫.
(2)水的比熱是4.2×103焦/(千克•℃),煤油的比熱是2.1×103焦/(千克•℃).你認(rèn)為選用哪一種液體,實(shí)驗(yàn)的誤差更小?煤油.
(3)能用上述實(shí)驗(yàn)比較各種食物在動(dòng)物體內(nèi)所能提供的能量大小,是因?yàn)槭澄镌隗w內(nèi)也是通過氧化反應(yīng)而提供能量的.在動(dòng)物體內(nèi),這個(gè)反應(yīng)過程中物質(zhì)和能量的變化可表示為糖類+氧氣→二氧化碳+水+能量.(以糖類為代表,用文字式或反應(yīng)式表示)

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12.彈簧具有彈力(通常所說的彈性).針對(duì)彈簧彈力的大小同哪些因素有關(guān)的問題,小于同學(xué)進(jìn)行了以下的探究實(shí)驗(yàn).他的思路如下:將彈簧壓縮后在彈簧前放一物塊,然后放手物塊被彈出,從物塊被彈出距離的多少來判斷彈簧彈力的大。
【提出假設(shè)】
A:彈簧彈力的大小與彈簧的材料有關(guān)
B:彈簧彈力的大小與彈簧的粗細(xì)有關(guān)

【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】取長(zhǎng)度均為20厘米,材料和粗細(xì)各不相同,而其他條件均相同的彈簧各幾根進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn).例如圖所示,將其左端固定在0位置,右端用物塊向左壓縮至A位置(12厘米)處,即得彈簧被壓縮的長(zhǎng)度為8厘米,放手后物塊沿水平面滑行到B位置停止,則AB之間的距離就是物塊被推的距離.
【收集證據(jù)】實(shí)驗(yàn)記錄見下表格(注:粗細(xì)只取用兩種型號(hào)).
實(shí)驗(yàn)組次彈簧材料彈簧粗細(xì)彈簧被壓縮的長(zhǎng)度物塊被推距離
碳素8厘米25厘米
鉻釩8厘米22厘米
硅錳8厘米27厘米
碳素細(xì)10厘米24厘米
鉻釩細(xì)10厘米18厘米
請(qǐng)你幫助小于同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析:
(1)根據(jù)上圖示所顯示的物塊被推距離,該組實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)組次①的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.(選填“①”、“②”、“③”、“④”或“⑤”)
(2)根據(jù)表格中①②③三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),說明在粗細(xì)和壓縮長(zhǎng)度相同,材料不同的情況下,彈簧的彈力不同.
(3)根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),你認(rèn)為小于能否驗(yàn)證假設(shè)B?不能,因?yàn)闊o法控制彈簧被壓縮的長(zhǎng)度相同.

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9.在飯店用餐前,服務(wù)員熱情地給每位同學(xué)倒了一杯溫開水給同學(xué)們解渴.小科靈機(jī)一動(dòng),拿出隨身帶來的溫度計(jì),做起了研究:將溫度計(jì)插入自己的這杯溫水中,讓杯中的溫水自然冷卻,并用手表記錄了時(shí)間,每隔兩分鐘讀一次溫度計(jì),并將讀數(shù)記錄如表.
時(shí)間(分)02468101214161820
溫度(℃)6052453934302725242424
(1)當(dāng)時(shí)的室溫大約為24℃,這些水冷卻到室溫總共用了16分鐘.
(2)如果要根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)繪制一張水溫隨時(shí)間變化的圖.你認(rèn)為下列哪個(gè)圖能比較正確反映實(shí)驗(yàn)過程D.

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科目:初中物理 來源: 題型:解答題

10.小明將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在f=10cm的凸透鏡前25cm處,光屏上得到了倒立、縮小的清晰像.此時(shí)他將自己的眼鏡放在太陽光下如圖甲所示,由此可知小明是近視眼(選填“近視”或“近視”).小明將眼鏡放置在蠟燭和凸透鏡之間如圖乙所示.光屏上燭焰的像變模糊了.若要使光屏上的像再次清晰,他應(yīng)將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”).

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