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            • 1． 如图是霍尔元件工作原理示意图，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，其中自由运动电荷的带电量大小为q。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低，由此可得该导电材料的自由运动电荷为______（填“正”或“负”）电荷，单位体积内自由运动电荷数等于______。
              难度：较难
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            • 2． 如图是等离子体发电机示意图，平行金属板间的匀强磁场的磁感强度\(B=0.5T\)，两板间距离为\(20cm\)，要使输出电压为\(220V\)，则等离子体垂直射入磁场的速度\(v=\)____________\(m/s.a\)是电源的____________极．
              难度：较难
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            • 3． （2015秋•盐城校级月考）如图所示，厚度为h、宽为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时电势差为U，电流I和B的关系为U=k
              IB
              d
              ，式中的比例系数k称为霍尔系数．
              霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差．
              设电流I是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下列问题：
              （1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势    下侧面A的电势（填高于、低于或等于）．
              （2）电子所受的洛伦兹力的大小为    ．
              （3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为    ．
              难度：较难
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            • 4． 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UH=K
              IB
              d
              ，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．

              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1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=0.40mm，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．
              I（×10-3A）3.06.09.012.015.018.0
              UH（×10-3V）1.11.93.44.56.26.8
              根据表中数据在给定区域内画出UH-I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为    ×10-3V•m•A-1•T-1（保留2位有效数字）．
              ③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2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．
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            • 5． 1879年美国物理学家E．H．霍尔观察到，在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上会出现电势差，后来大家把这个现象称为霍尔效应．所产生的电势差称为霍尔电势差或霍尔电压．
              半导体内可自由移动的电荷叫做载流子，载流子为负电荷的称为n型半导体，载流子为正电荷的称为p型半导体．载流子的浓度受温度、杂质以及其它原因的影响很大．用霍耳效应可以很方便地确定半导体的类型以及测定半导体内载流子的浓度．图甲所示为一块长为a，宽为b，厚为c的半导体板放在直角坐标系中，已知电流为I，方向沿x轴正方向，强度较小的匀强磁场沿y轴正方向，磁感应强度为B，载流子的电量为e，现测得与z轴垂直的上下两个面的电势差的稳定值为U，且上表面电势高于下表面电势．

              （1）该半导体的类型为    ；求出单位体积内载流子的个数；
              （2）利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件，用霍尔元件制成的传感器广泛应用于测量、电子、自动化控制等领域．图乙所示为一种利用霍尔传感器测量汽车速度的原理图，当金属齿轮的齿靠近霍尔器件时，穿过霍尔器件的磁感应强度会变强，霍尔器件就会输出一个电压脉冲信号，现已知齿轮一周的齿数为p，车轮的转速为齿轮的k倍（k＜1），车轮半径为R，若接收器接收电压脉冲信号的最小分辨时间为t，能够区分两个电压脉冲信号峰值的最小时间间隔）则该汽车速度计能测量的汽车最大速度为多少？
              难度：较难
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