一块N型半导体薄片(电子导电)称霍尔元件,其横截面为矩形,体积为b×c×d,如图所示。已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e,将此元件放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴方向,并通有沿x轴方向的电流I。
(1)此元件的C、C/ 两个侧面中, 面电势高。
(2)在磁感应强度一定时, CC/两个侧面的电势差与其中的电流关系是 (填成正比或成反比)。
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中,用毫安表测量通以电流I,用毫伏表测量C、C/间的电压U, 就可测得B。若已知其霍尔系数为:, 测得U =0.6mV,I=3mA。该元件所在处的磁感应强度B的大小是: 。
高二物理填空题简单题
一块N型半导体薄片(电子导电)称霍尔元件,其横截面为矩形,体积为b×c×d,如图所示。已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e,将此元件放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴方向,并通有沿x轴方向的电流I。
(1)此元件的C、C/ 两个侧面中, 面电势高。
(2)在磁感应强度一定时, CC/两个侧面的电势差与其中的电流关系是 (填成正比或成反比)。
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中,用毫安表测量通以电流I,用毫伏表测量C、C/间的电压U, 就可测得B。若已知其霍尔系数为:, 测得U =0.6mV,I=3mA。该元件所在处的磁感应强度B的大小是: 。
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一块N型半导体薄片(称霍尔元件),其横载面为矩形,体积为b×c×d,如图所示。已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e,将此元件放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴方向,并通有沿x轴方向的电流I。
(1)此元件的CC/两个侧面中,哪个面电势高?
(2)试证明在磁感应强度一定时,此元件的CC/ 两个侧面的电势差与其中的电流成正比;
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中,用毫安表测量通以电流I,用毫伏表测量C、C/间的电压U, 就可测得B。若已知其霍尔系数,并测得U =0.6mV,I=3mA。试求该元件所在处的磁感应强度B的大小。
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一块N型半导体薄片(称霍尔元件),其横载面为矩形,体积为b×c×d,如图所示.已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e,将此元件放在匀强磁场中,磁场方向沿z轴方向,并通有沿x轴方向的电流I.
(1)此元件的CC/两个侧面中,哪个面电势高?
(2)试证明在磁感应强度一定时,此元件的CC/ 两个侧面的电势差与其中的电流成正比;
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器.其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中,用毫安表测量通以电流I,用毫伏表测量C、C/间的电压U, 就可测得B.若已知其霍尔系数,并测得U =0.6mV,I=3mA.试求该元件所在处的磁感应强度B的大小.
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利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时,另外两侧c、f间会产生电势差,这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是c、f间建立起电场,同时产生霍尔电势差。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时,和达到稳定值,的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式,其中比例系数称为霍尔系数,仅与材料性质有关
(1)设半导体薄片的宽度(c、f间距)为l,请写出和的关系式;若半导体材料是由电子导电的,请判断图中c、f哪端的电势高;
(2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n,电子的电荷量为e,请推导出霍尔系数的表达式;(通过横截面积S的电流,其中v是导电电子定向移动的平均速率)
(3)图一是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图二所示:
①若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,请导出圆盘转速N的表达式;
②利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程.除此之外,请你展开“智慧的翅膀”,提出另一个实例或设想。
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利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图,一块长为a,宽为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入图示方向的电流I时,电子的定向移动速度为v,当磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下时,前后两侧面会形成电势差U,下列说法中正确的是
A.前、后表面间的电压U与v无关 B.前表面的电势比后表面的高
C.自由电子受到的洛伦兹力大小为 D.前、后表面间的电压U与c成正比
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在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,做成了一个霍尔元件,在E、F间通入恒定电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,M、N间的电压为UH.已知半导体薄片中的载流子为正电荷,电流与磁场的方向如图所示,下列说法正确的有( )
A. N板电势高于M板电势
B. 磁感应强度越大,MN间电势差越大
C. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行,UH不变
D. 将磁场和电流分别反向,N板电势低于M板电势
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在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,做成了一个霍尔元件,在E、F间通入恒定电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,M、N间的电压为UH.已知半导体薄片中的载流子为正电荷,电流与磁场的方向如图所示,下列说法正确的有( )
A. N板电势高于M板电势
B. 磁感应强度越大,MN间电势差越大
C. 将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行,UH不变
D. 将磁场和电流分别反向,N板电势低于M板电势
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如图所示,在一个很小的矩形半导体(例如砷化钢)薄片上,制作4个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件。在E、F 间通人恒定的电流1,同时外加与薄片垂直的磁场B,则薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下,向着与电流和磁场都垂直的方向漂移,使M、N间出现了电压,称为霍尔电压。设霍尔元件的厚度为d,长度(E间距)为L,宽度(MN间距)为x,若保持沿EF方向的电流强度1恒定不变,关于霍尔电压则的变化情况正确的是:(物理学中,载流子是指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。金属导体的载流子是自由电子,电解液中的载流子是正负离子,而在半导体中,有两种载流子,即电子或空穴,空穴带正电。)
A. 磁场方向竖直向下时,不论是何种载流子,一定有>的规律
B. 只增加霍尔元件宽度x时, 不会改变
C. 只增加霍尔元件长度L时, 不会改变
D. 只增加霍尔元件厚度d时, 不会改变
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利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是( )
A. 上表面电势高
B. 下表面电势高
C. 该导体单位体积内的自由电子数为
D. 该导体单位体积内的自由电子数为
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