题目内容

  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1元电荷,即q=1.6×10-19C,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ab=1.0×10-2m、长bc=4.0×10-2m、厚h=1.0×10-3m,水平放置在竖直向上的磁感强度B=2.0T的匀强磁场中,bc方向通有I=3.0A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1.0×10-5V的横向电压.

 (1)假定载流子是电子,a、b两端中哪端电势较高?

 (2)薄板中形成电流I的载流子走向运动的速率多大?

 (3)这块霍尔材料中单位体积内的载流子个数为多少?

答案:
解析:

  (1)ad端高

  (2)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

  qvB=q  v==m/s=5×10-4m/s

  (3)I=nqSv

  n==/m3=3.75×1027/m3


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