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        1. 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(chǎng)中,磁場(chǎng)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(shì)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(shì)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(lái)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的儀器.其測(cè)量方法為:將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中,用毫安表測(cè)量通以電流I,用毫伏表測(cè)量C、C,間的電壓U CC′,就可測(cè)得B.若已知其霍爾系數(shù).并測(cè)得UCC′=0.6mV,I=3mA.試求該元件所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
          【答案】分析:(1)金屬導(dǎo)體中移動(dòng)的是自由電子,根據(jù)左手定則判定電子的偏轉(zhuǎn)方向,從而得出元件的CC′兩個(gè)側(cè)面的電勢(shì)的高低.
          (2)最終電子在洛倫茲力和電場(chǎng)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,證明出兩個(gè)側(cè)面的電勢(shì)差與其中的電流成正比.
          (3)根據(jù)證明出的電勢(shì)差和電流的關(guān)系求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。
          解答:解:(1)電流沿x軸正方向,知電子流動(dòng)的方向沿x軸負(fù)方向,根據(jù)左手定則,知電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn),所以C側(cè)面得到電子帶負(fù)電,C′側(cè)面失去電子帶正電.故C'面電勢(shì)較高.
          (2)當(dāng)電子受力平衡時(shí)有:.得U=vBd.電流的微觀表達(dá)式I=nevS=nevbd.所以v=Inebd.U=.知兩個(gè)側(cè)面的電勢(shì)差與其中的電流成正比.
          (3)UCC′= I,則B==
          故該元件所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為0.02T.
          點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判定洛倫茲力的方向,以及知道最終電子受電場(chǎng)力和洛倫茲力處于平衡.
          練習(xí)冊(cè)系列答案
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          (1)此元件的CC′兩個(gè)側(cè)面中,哪個(gè)面電勢(shì)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(shì)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(lái)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的儀器.其測(cè)量方法為:將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中,用毫安表測(cè)量通以電流I,用毫伏表測(cè)量C、C,間的電壓U CC′,就可測(cè)得B.若已知其霍爾系數(shù)k=
          1ned
          =10mV/mA?T
          .并測(cè)得UCC′=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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          (1)此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面中,哪個(gè)面電勢(shì)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(shì)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(lái)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的儀器。其測(cè)量方法為:將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中,用毫安表測(cè)量通以電流I,用毫伏表測(cè)量C、C/間的電壓U, 就可測(cè)得B。若已知其霍爾系數(shù),并測(cè)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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          (1)此元件的CC/兩個(gè)側(cè)面中,哪個(gè)面電勢(shì)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(shì)差與其中的電流成正比;

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          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(chǎng)中,磁場(chǎng)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(shì)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(shì)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(lái)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的儀器。其測(cè)量方法為:將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中,用毫安表測(cè)量通以電流I,用毫伏表測(cè)量C、C/間的電壓U CC’, 就可測(cè)得B。若已知其霍爾系數(shù)。并測(cè)得U CC’=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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