题目内容
【题目】一块N型半导体薄片(称霍尔元件),其横载面为矩形,体积为b×c×d,如图所示.已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e,将此元件放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴方向,并通有沿x轴方向的电流I.
(1)此元件的CC/两个侧面中,哪个面电势高?
(2)试证明在磁感应强度一定时,此元件的CC/ 两个侧面的电势差与其中的电流成正比;
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器.其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中,用毫安表测量通以电流I,用毫伏表测量C、C/间的电压U, 就可测得B.若已知其霍尔系数,并测得U =0.6mV,I=3mA.试求该元件所在处的磁感应强度B的大小.
【答案】(1)电势较高,(2)由I=nebdv和得,所以侧面的电势差与其中的电流成正比,(3)0.02T
【解析】
(1)电子在洛伦兹力作用下向侧面C移动,故电势较高
(2)假设定向移动速度为v,
由,q=nebdvt 可得 I=nebdv
稳定时有:
可得·
由于B、n、e、d均为定值 ,所以侧面的电势差与其中的电流成正比
(3)由上可知
代入数据可得:B=0.02T
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