Question

【題目】霍爾元件可以用來檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，測(cè)量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：

（1）制造霍爾元件的半導(dǎo)體參與導(dǎo)電的自由電荷帶負(fù)電，電流從乙圖中霍爾元件左側(cè)流入，右側(cè)流出，所測(cè)磁場(chǎng)的方向豎直向下，霍爾元件 （填“前”或“后”）表面電勢(shì)高；

（2）已知霍爾元件單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，霍爾元件長(zhǎng)為a，寬為b，高為h，為測(cè)量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，還必須測(cè)量的物理量有 （寫出具體的物理量名稱及其符號(hào)），計(jì)算式B= 。

Answer 1

【答案】（1）前；（2）；必須測(cè)量的物理量有：電壓表讀數(shù)U，電流表讀數(shù)I；

【解析】

試題分析：（1）磁場(chǎng)是直線電流產(chǎn)生，根據(jù)安培定則，磁場(chǎng)方向向下；電流向右，根據(jù)左手定則，安培力向內(nèi)，載流子是負(fù)電荷，故后表面帶負(fù)電，前表面帶正電，故前表面電勢(shì)較高；

（2）前后表面的厚度為a，最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡，有：

根據(jù)電流微觀表達(dá)式，有：I=neSv=nq（bh）v

聯(lián)立解得：；故還必須測(cè)量的物理量有：電壓表讀數(shù)U，電流表讀數(shù)I；