Question

半导体材料硅中掺砷后成为N型半导体，它的自由电子的浓度大大增加，导电能力也大大增加。一块N型半导体的样品的体积为a×b×c，A′、C、A、C′为其四个侧面，如图所示。已知半导体样品单位体积中的电子数为n，电阻率为，电子的电荷量为e。将半导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿Z轴正方向，并沿x方向通有电流I。求：

   （1）在半导体A′A两个侧面的电压是多少？

   （2）半导体中的自由电子定向移动的平均速率是多少？

（3）C、C′两个侧面哪个面电势较高？

   （4）若测得C、C′两面的电势差为U，匀强磁场的磁感应强

度是多少？

Answer 1

（18分）沿x方向的电阻 加在A、A′的电压为U₀=IR=
电流I是大量自由电子定向移动形成的，
电子的定向移动的平均速率为
自由电子在磁场中受洛伦兹力后，向侧面方向偏转，因此侧面有多余的负电荷，C侧面有多余的正电荷，建立了沿y轴负方向匀强电场，C侧面的电势较高。自由电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有 磁感应强度
评分：（1）求出电阻R得3分，求得电压U。再得3分；（2）列出电流表达式得3分，求得平均速率再得3分；（3）说明C侧面电势较高得1分，（4）说明自由电子受电场力和洛伦兹力平衡得2分，求出磁感应强度再得3分。