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精英家教网在一个很小的巨型半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件(如图),在E、F通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,元件在沿磁场方向的厚度为d,在M、N间出现了电压UH,称为霍尔电压.
(1)电流和磁场方向如图所示,载流子是电子,
 
端电势较高;(填M或N)
(2)当电流恒定和所用材料一定时,霍尔电压UH
 
成正比,与
 
成反比.
分析:(1)根据左手定则判断电子的偏转方向,从而得出电势的高低.
(2)抓住电子受力平衡得出霍尔电压的大小,结合电流的微观表达式得出霍尔电压的表达式,从而进行判断.
解答:解:(1)根据左手定则知,电子向N端偏转,所以M端带正电,N端带负电,M端的电势较高.
(2)设薄片的长度为a,宽度为b,根据电子受力平衡得,e
UH
b
=evB
,解得UH=Bvb,
因为I=nevS=nevbd,解得v=
I
nebd

代入解得UH=
BI
ned
,n表示单位体积内的电子数,可知霍尔电压与B成正比,与d成反比.
故答案为:(1)M  (2)B,d
点评:解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向,以及知道最终电子在电场力和洛伦兹力作用下平衡.
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