题目内容
【题目】霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中,例如应用霍尔效应测试半导体是电子型还是空穴型,研究半导体内载流子浓度的变化等.在霍尔效应实验中,如图所示,宽ab为1 cm、长ad为4 cm、厚ae为1.0×10-3cm的导体,沿ad方向通有3 A的电流,当磁感应强度B=1.5 T的匀强磁场垂直向里穿过abcd平面时,产生了1.0×10-5V的霍尔电压,(已知导体内定向移动的自由电荷是电子)则下列说法正确的是
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A. 在导体的上表面聚集自由电子,电子定向移动的速率v=
×10-3m/s
B. 在导体的前表面聚集自由电子,电子定向移动的速率v=
×103m/s
C. 在其它条件不变的情况下,增大ad的长度,可增大霍尔电压
D. 每立方米的自由电子数为n=2.8×1029个
【答案】D
【解析】
(1)根据左手定则判断出电子的偏转方向,从而比较出a、b两端电势的高低.
(2)根据电子所受电场力和洛伦兹力平衡求出电子定向移动的速率.
(3)根据电流的微观表达式,结合电子定向移动的速率求出单位体积内的载流子个数.
根据左手定则可得,载流子受力的方向向上,所以向上运动,聚集在上极板上。所以在导体的上表面聚集自由电子。稳定时载流子,在沿宽度方向上受到的磁场力和电场力平衡
;解得
,故A错误,B正确;稳定时载流子,在沿宽度方向上受到的磁场力和电场力平衡
,所以在其它条件不变的情况下,增大ab的长度,可增大霍尔电压。故C错误;根据电流的微观表达式得,I=nqSv;则单位体积内的载流子个数
个。故D正确。故选BD。
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