题目内容
【题目】 有一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为霍尔元件，这种材料有可定向移动的电荷，称为载流子，每个载流子的电荷量大小为
.霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等.在一次实验中，一块“霍尔材料”制成的薄片宽
，长
，厚
，水平放置在竖直向上的磁感应强度
的匀强磁场中，bc方向通有
的电流，如图所示，由于磁场的作用，稳定后，在沿宽度方向上产生
的横向电压.
（1）假定载流子是电子，ad、bc两端面中哪端电势较高？
（2）薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？
（3）这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数为多少？
【答案】（1）ad（2）
（3）
个
【解析】
(1)由于假定“霍尔材料”内的载流子是电子，所以当电流方向沿bc方向时，载流子沿cb方向做定向移动，由左手定则可以判定载流子所受的洛伦兹力方向由ad面指向bc面，因而电子聚集到bc面，使bc面带上负电，ad面由于失去电子而带上正电，故ad面电势比bc面电势高；
(2)在磁场作用下稳定后，载流子在沿宽度方向上受到的洛伦兹力和电场力平衡，由平衡条件可得
解得薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率
(3)根据电流的微观表达式
得这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数
个
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