一塊N型半導(dǎo)體薄片(稱霍爾元件),其橫載面為矩形,體積為b×c×d,如圖所示。已知其單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n、電阻率為ρ、電子電荷量e,將此元件放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向沿z軸方向,并通有沿x軸方向的電流I。
(1)此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面中,哪個(gè)面電勢高?
(2)試證明在磁感應(yīng)強(qiáng)度一定時(shí),此元件的CC/ 兩個(gè)側(cè)面的電勢差與其中的電流成正比;
(3)磁強(qiáng)計(jì)是利用霍爾效應(yīng)來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的儀器。其測量方法為:將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場之中,用毫安表測量通以電流I,用毫伏表測量C、C/間的電壓U, 就可測得B。若已知其霍爾系數(shù),并測得U =0.6mV,I=3mA。試求該元件所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
⑴電勢較高,(2)由I=nebdv和得,所以側(cè)面的電勢差與其中的電流成正比,(3)0.02T
【解析】
試題分析:⑴電子在洛倫茲力作用下向側(cè)面C移動(dòng),故電勢較高
(2)假設(shè)定向移動(dòng)速度為v,
由,q="nebdvt" 可得 I=nebdv
穩(wěn)定時(shí)有:
可得·
由于B、n、e、d均為定值 ,所以側(cè)面的電勢差與其中的電流成正比
(3)由上可知
代入數(shù)據(jù)可得:B=0.02T
考點(diǎn):霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用
點(diǎn)評:本題中左手定則判定電子的偏轉(zhuǎn)方向,找到電勢高的面,隨著電荷的積累,兩面間電壓增大,最終穩(wěn)定后電子在洛倫茲力和電場力的作用下處于平衡,根據(jù)平衡,結(jié)合電流的微觀表達(dá)式,可得出兩個(gè)側(cè)面的電勢差與其中的電流的關(guān)系.
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科目:高中物理 來源: 題型:
1 | ned |
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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年江蘇省沭陽縣高二下學(xué)期期中調(diào)研測試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題
一塊N型半導(dǎo)體薄片(稱霍爾元件),其橫載面為矩形,體積為b×c×d,如圖所示。已知其單位體積內(nèi)的電子數(shù)為n、電阻率為ρ、電子電荷量e,將此元件放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向沿z軸方向,并通有沿x軸方向的電流I。
(1)此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面中,哪個(gè)面電勢高?
(2)試證明在磁感應(yīng)強(qiáng)度一定時(shí),此元件的CC/ 兩個(gè)側(cè)面的電勢差與其中的電流成正比;
(3)磁強(qiáng)計(jì)是利用霍爾效應(yīng)來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的儀器。其測量方法為:將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場之中,用毫安表測量通以電流I,用毫伏表測量C、C/間的電壓U, 就可測得B。若已知其霍爾系數(shù),并測得U =0.6mV,I=3mA。試求該元件所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源:2007-2008學(xué)年江蘇省蘇州市五市三區(qū)高三(上)教學(xué)調(diào)研物理試卷(解析版) 題型:解答題
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