◎ 题目

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 CC′，就可测得B．若已知其霍尔系数k= 1 ned =10mV/mA?T．并测得UCC′=0.6mV，I=3mA．试求该元件所在处的磁感应强度B的大小．

◎ 答案

（1）电流沿x轴正方向，知电子流动的方向沿x轴负方向，根据左手定则，知电子向C侧面偏转，所以C侧面得到电子带负电，C′侧面失去电子带正电．故C'面电势较高． （2）当电子受力平衡时有：e U d =evB．得U=vBd．电流的微观表达式I=nevS=nevbd．所以v=Inebd．U= I nebd ×Bd= B ned I．知两个侧面的电势差与其中的电流成正比． （3）UCC′= B ned  I，则B= nedUCC′ I = UCC′ KI = 0.6 10×3 T=0.02T 故该元件所在处的磁感应强度B的大小为0.02T．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“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…”主要考查了你对  【电磁感应现象的综合应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。