Question

3．霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的E、F间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在C、D间出现电压U_CD，这个现象称为霍尔效应，U_CD称为霍尔电压，且满足U_CD=k$\frac{IB}{d}$，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数，某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．

（1）若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图所示，该同学用电压表测量U_CD时，应将电压表的“+”接线柱与C（填“C”或“D”）端通过导线相连．
（2）已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的U_CD值，记录数据，描点作图，画出U_CD-I图线，如图乙所示，利用图线求出该材料的霍尔系数为1.3×10^-3V•m•A^-1•T^-1（保留2位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）根据左手定则判断出正电荷所受洛伦兹力的方向，从而确定出偏转的方向，得出电势的高低．
（2）根据表格中的数据作出U_H-I图线，根据图线的斜率，结合表达式求出霍尔系数．

解答 解：（1）根据左手定则得，正电荷向C端偏转，所以应将电压表的“+”接线柱与C端通过导线相连
（2）U_CD-I图线如图所示．
根据U_CD=k$\frac{IB}{d}$知，图线的斜率为$\frac{kB}{d}$=$\frac{7-1}{18×1{0}^{-3}}×1{0}^{-3}$=0.333，
解得霍尔系数k=1.3×10^-3V•m•A^-1•T^-1．
故答案为：（1）C； （2）1.3．

点评 考查左手定则的内容，注意分清粒子的正负极性，同时解决本题的关键知道霍尔效应的原理，并能灵活运用．掌握图象的应用．