物理霍尔效应实验思考题
【大学物理实验(含 数据+思考题)】霍尔效应法测磁场
实验4.14 霍尔效应法测磁场一、实验目的1)学习霍尔效应的物理过程和负效应的产生原理和消除方法2)学习应用霍尔效应测量磁场的原理方法二、实验仪器霍尔效应实验组合仪三、实验原理霍尔传感器是利用霍尔效应支撑的磁敏传感器，如图所示，输出的霍尔电压V H=K H I S B式中，K H为传感器灵敏度，I S为电流，B=K M I M为传感器测得的磁感应强度。
每个传感器的K H都不同。
利用传感器测磁场要先测定K H。
I S为恒流源，B由励磁电流I M激发，（K M为单位电流流过线圈时的磁感应强度，仪器上标出）。
实验中恒流源输出工作电流I S、励磁电流I M,在相应条件下测出霍尔电压V H即可标定灵敏度。
为研究霍尔传感器的稳定性以及工作范围，本实验利用霍尔传感器进行输出霍尔电压V H和传感器工作电流I S或磁感应强度B等物理量之间的研究霍尔效应原理一块宽为b，厚为d的矩形半导体薄片（N型，载流子为电子），沿着y方向加一恒定工作电流I S，x方向上加一恒定磁场B，就有洛伦兹力f B=evB（1）。
E 为运动电荷电量，v为电荷速度，f B沿z轴负向。
在洛伦兹力的作用下，样品中的电子偏离原来的移动方向向样品下方运动聚集。
随着电子偏移累积，上方出现正电荷（空穴），形成了上下的霍尔电场。
根据E=V H/b，在A和A′面有霍尔电压V H。
当电厂建立后，它会给运动点和施加一个与洛伦兹力凡响的电场力f E=eE H。
随着电子继续积累，E H的电场力f H逐渐增大，当电场力和洛伦兹力平衡，电子的积累也达到动态平衡，两个面之间形成稳定的霍尔电场E H。
则有E H=evB （2）e V Hb=evB （3）设载流子浓度为n，则六斤半导体的电流密度为j=env （4）v=jne=I Sbdne（5）则（5）中，b为半导体片宽度，d为厚度，e为载流子电量。
将（5）代入（3），令R H=1/en，得V H=I S Bend=R HI S Bd（6）其中R H为霍尔系数，为反映霍尔效应强弱的重要参数。
大学物理实验思考题解答
大学物理实验思考题解答用霍耳法测螺线管的磁场[思考题] 一、填空题1、霍耳效应是由于在磁场是受到力的作用而产生的。
霍耳电压的大小与和成正比，霍耳电场方向为的方向。
2、实验公式B＝式中各符号代表的物理意义是：B为；VH为；KH为；I为，又称为。
3、用霍耳效应测量螺线管的磁感应强度，为了减少或消除各种副效应带来的误差，通常采用的方法是改变和中的电流，保持和中的电流，用四次测量霍耳电压的之平均值，做为被测霍耳电压的平均值。
4、如果霍耳元件中的灵敏度KH已知，利用VH＝KH・I・B来测定未知磁场B，在确定的和条件下，实际测出的P、S两端的电压V，不仅包括还应包括。
5、在霍耳元件测磁场中，改变控制电流I的方向时要扳动；改变磁场方向时要扳动，测量霍耳电压，电位差计调RX总不能使检流计光标指零时要扳动，线路没有其它问题。
二、选择题1、利用霍耳效应测量磁感强度，这种实验方法属于（） A、比较法；B、模拟法；C、转换测量法；D、放大法。
2、霍耳电压的计算公式VH＝KH・I・B要求霍耳元件平面必须与被测磁场垂直，否则测出的VH将（）A、变大；B、变小；C、不变；D、不定。
3、在测量霍耳电压中，假定已测过V1（＋I，＋B）后，测V2（－I，＋B）要改变霍耳元件中的控制电流方向，应将换向开关（）A、 K1换向；B、K2换向；C、K3换向；D、K1、K2都换向。
三、问答题 1、霍耳元件测螺线管磁场实验电路图中由哪几个回路组成？它们的共同点是什么？由三个回路组成：（1）霍耳电流供电回路；（2）螺线管磁场励磁电流供电回路；（3）霍耳电压测试回路。
它们各回路的共同点是：每个回路都有一个双刀双掷的换向开关，以它为中心组成各回路。
参考答案一、填空题1、运动电荷；洛仑兹；工作电流I；磁感应强度B；B×V。
2、霍耳元件所在处螺线管内磁感应强度；霍耳电压，即霍耳片上四次测试霍耳电压的代数和的平均值；霍耳元件灵敏度；加在霍耳片上的工作电流；霍耳电流或控制电流。
物理实验答案
【预习思考题】
1. 如何调整分光计到待测状态?
答：（1）调节望远镜适合接收平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；
（2）平行光管能发出平行光，且其光轴垂直于仪器中心轴；
（3）载物台的台面垂直于仪器中心轴。
2. 调节光栅平面与入射光垂直时，为什么只调节载物台调平螺钉b、c，而当各级谱线左右两侧不等高时，又只能调节载物台调平螺钉a？
在环形磁场的中间位置磁感应强度B为零。由霍尔式传感器的工作原理可知，当霍尔元件通以稳定电流时，霍尔电压UH的值仅取决于霍尔元件在梯度磁场中的位移x，并在零点附近的一定范围内存在近似线性关系。
【分析讨论题】
1. 为什么接收器位于波节处，晶体管电压表显示的电压值是最大值？
答：两超声换能器间的合成波可近似看成是驻波。其驻波方程为
A（x）为合成后各点的振幅。当声波在媒质中传播时，媒质中的压强也随着时间和位置发生变化，所以也常用声压P描述驻波。声波为疏密波，有声波传播的媒质在压缩或膨胀时，来不及和外界交换热量，可近似看作是绝热过程。气体做绝热膨胀，则压强减小；做绝热压缩，则压强增大。媒质体元的位移最大处为波腹，此处可看作既未压缩也未膨胀，则声压为零，媒质体元位移为零处为波节，此处压缩形变最大，则声压最大。由此可知，声波在媒质中传播形成驻波时，声压和位移的相位差为 。令P（x）为驻波的声压振幅，驻波的声压表达式为
5．因牛顿环装置的接触处的形变及尘埃等因素的影响，使牛顿环的中心不易确定，测量其半径必然增大测量的误差。所以在实验中通常测量其直径以减小误差，提高精度。
6．有附加光程差d0,空气膜上下表面的光程差 =2dk+d0+ ,产生k级暗环时, =(2k+1) /2，k=0,1,2…,暗环半径rk= ；则Dm2=(m —d0)R，Dn2= (n —d0)R，R= 。
霍尔效应思考题答案
霍尔效应思考题答案【篇一：大学物理实验报告系列之霍尔效应】)【篇二：霍尔效应相关习题】．如图〈14〉所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在与它垂直的、磁感应强度为b的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体的上侧面a和下侧面a＇之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差u、电流i和磁感强度b之间的关系为u?k，式中的比例 d图14 系数k称为霍尔系数．霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动（1）达到稳定状态时，导体上侧面a的电势________下侧面a＇的电势（填“高于”、“低于”或“等于”）．（2）电子所受的洛伦兹力的大小为________________．（3）当导体上、下两侧之间的电势差为u时，电子所受的静电力的大小为_____________．（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k＝，其中n代表导体板单位体积中电子的个数。
ne解析（1）导体中定向移动的是自由电子，结合左手定则，应填低于。
eu（2）evb（3）（或evb） heu?evb （4）电子受到横向静电力与洛仑兹力的作用，两力平衡，有h又通过导体的电流强度i?nev(dh) 以上两式联列，并将u?kib1代入得k? dne2．（北京市东城区试题）将导体放在沿x方向的匀强磁场中，并通有沿y方向的电流时，在导体的上下两侧面间会出现电势差，此现象称为霍尔效应。
利用霍尔效应的原理可以制造磁强计，测量磁场的磁感应强度。
磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为i的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为u。
求：（1）导体上、下侧面那个电势较高？（2）磁场的磁感应强度是多少？答案（1）上侧电势高（2）b?neau i3．如图为一电磁流量计的示意图，其截面为正方形的非磁性管，每边边长为d，导电液体流动，在垂直液体流动方向上加一指向纸内的匀强磁场，磁感应强度为b.现测得液体a、b两点间的电势差为u，求管内导电液体的流量q.解：导电液体经磁场时，在洛仑兹力的作用下，正离子向下偏转，负离子向上偏转，在管内液体的上表面积累负电荷，下表面积累正电荷，产生一个方向竖直向上的电场，形成一个相互垂直的电场和磁场的复合场.进入这个复合场的正、负离子不仅受洛仑兹力，同时还受与洛仑兹力相反方向的电场力作用，当两者平衡时，进入的离子匀速通过管子，不再发生偏转，此时a、b两点间的电势差u保持恒定.由以上分析可知，a、b间保持恒定电势差u时应满足：=qvb，解得导电液体的流速为v=4．（江西省试题）：图6为磁流体发电机的示意图。
大学物理实验(第一册)思考题
霍尔效应及其应用2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型？以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。
3．本实验为什么要用3个换向开关？为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。
总之，一共需要3个换向开关预习思考题】1. 如何调节和判断测量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行声速测定？答：缓慢调节声速测试仪信号源面板上的“信号频率”旋钮，使交流毫伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上频率显示窗口显示共振频率。
在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1处于共振状态时，发射的超声波能量最大。
若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。
由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位置。
因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确地测定波节的位置，提高测量的准确度。
2. 压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间的相互转换的？答：压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。
压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。
这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。
反之，如果在压电材料上加交变电场，材料会发生机械形变，这被称为逆压电效应。
声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的逆压电效应，压电陶瓷环片在交变电压作用下，发生纵向机械振动，在空气中激发超声波，把电信号转变成了声信号。
大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----霍尔效应评分标准
2.09
2.10
1.78
1.80
1.94
708
14.0
6.0
6.0
2.08
2.10
1.78
1.80
1.94
708
14.0
9.0
9.0
2.04
2.07
1.77
1.77
1.91
698
14.0
12.0
12.0
1.97
1.99
1.69
1.72
1.84
672
14.0
12.5
12.5
1.91
1.93
1.63
-IS,-B
+IS,-B
1.00
1.36
1.52
1.32
1.47
1.42
.100
1.46
1.61
1.26
1.41
1.44
2.00
2.82
2.97
2.72
2.87
2.85
.200
2.84
2.99
2.68
2.83
2.84
3.00
4.27
4.41
4.12
4.27
4.27
.300
4.26
4.41
4.12
4.27
4.27
4.00
5.71
5.86
5.52
5.67
5.69
.400
5.69
5.84
5.56
5.71
5.70
5.00
7.16
7.30
6.92
7.07
7.11
.500
7.11
7.26
霍尔效应测量磁场的实验报告思考题
霍尔效应测量磁场的实验报告思考题
霍尔效应是指当电流通过导体时，垂直于导流方向的磁场存在时，导体两侧会产生一种称为霍尔电势差的电压。
这一现象可以用来测量磁场的强度。
实验步骤
1.准备实验所需材料，包括霍尔元件、电源、电流表、磁场源等。
2.将霍尔元件连接到电源和电流表上。
3.调节电流使其通过霍尔元件，并确保电流恒定。
4.在磁场源附近移动霍尔元件，记录下每个位置的电流值。
思考题
1.为什么需要调节电流并确保其恒定？
答：电流的大小会影响到霍尔效应的电压输出值，因此需要调节电流并使其保持恒定，以确保实验结果的准确性和可比性。
2.为什么要在不同位置记录电流值？
答：不同位置的磁场强度不同，记录下每个位置的电流值可以用于磁场分布的分析和比较，帮助我们了解磁场的空间分布规律。
3.如何利用霍尔电势差测量磁场的强度？
答：通过测量霍尔电势差和已知条件（如导体宽度、电流值），可以利用霍尔效应的公式来计算磁场的强度。
公式为B = (VH * I) / (ne)，其中B
表示磁场强度，VH为霍尔电势差，I为电流强度，n为载流子密度，e为电荷量。
4.除了测量磁场强度，霍尔效应还有哪些应用？
答：霍尔效应广泛应用于磁传感器、电流测量仪器、转速测量、位置检测等领域。
在工业中，霍尔传感器可以用于测量电机的转速和位置，用于控制系统的反馈；在汽车中，霍尔传感器可以用于测量车速和转向角度，为车辆安全提供数据支持。
霍尔效应实验课后思考题
霍尔效应实验课后的思考题包括以下内容：
1.霍尔效应的原理是什么？
2.在霍尔效应实验中，为什么需要使用半导体材料？
3.在霍尔效应实验中，如何测量霍尔电压？
4.霍尔效应的应用有哪些？
5.在霍尔效应实验中，如何考虑和减小误差？
6.霍尔效应与磁场和电流的关系是什么？
7.在霍尔效应实验中，如何通过改变磁场和电流来观察霍尔电压的变化？
8.霍尔效应的灵敏度与哪些因素有关？
9.在霍尔效应实验中，如何优化实验条件以提高霍尔效应的灵敏度？
10.霍尔效应在微电子、半导体等领域中有哪些应用？
11.在霍尔效应实验中，如何通过数据分析来评估半导体材料的质量和性能？
12.霍尔效应与载流子类型和浓度有什么关系？
13.在霍尔效应实验中，如何确定半导体材料的载流子类型和浓度？
14.霍尔效应的量子化现象是什么？
15.在霍尔效应实验中，如何观察和验证霍尔效应的量子化现象？。
物理霍尔效应实验思考题
1.若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,按式〔5.2-5测出的霍尔系数比实际值大还是小？要准确测定值应怎样进行？
若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交,则测出的霍尔系数比实际值偏小。要想准确测定,就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全正交,或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。
2.如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向,如何判断样品的导电类型？
以根据右手螺旋定则,从工作电流旋到磁感应强度B确定的方向为正向,若测得的霍尔电压为正,则样品为P型,反之则为N型。
3.本实验为Biblioteka 么要用3个换向开关？为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响,需要在测量时改变工作电流及磁感应强度B的方向,因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压,还要测量A、C间的电位差,这是两个不同的测量位置,又需要1个换向开关。总之,一共需要3个换向开关。
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物理霍尔效应实验思考题
[预习思考题]
1.列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式,并注明单位。
霍尔系数,载流子浓度,电导率,迁移率。
2.若已知霍尔器件的性能参数,采用霍尔效应法测量一个未知磁场时,测量误差有哪些来源？
误差来源有：测量工作电流的电流表的测量误差,测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差,测量霍尔电压的电压表的测量误差,磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。
霍尔效应实验报告实验结果分析及问题讨论
霍尔效应实验报告实验结果分析及问题讨论
1、当励磁电流1=0时，霍尔电压不为0，且随着霍尔电流的增加而增加，通过作图发现二者满足线性关系。
说明在霍尔元件内存在一不等位电压，这是由于测量霍尔电压的两条接线没有在同一个等势面上造成的。
2、当励磁电流保持恒定，改变霍尔电流时，测量得到的霍尔电压随霍尔电流的增加而增加，通过作图发现二者之间满足线性关系。
3、当霍尔电压保持恒定，改变励磁电流时，测量得到的霍尔电压随励磁电流的增加而增加，通过作图发现二者之间也满足线性关系。
注意事项：
1、不要带电接线，中间改变电路时，一定要先关闭电源，再连接电路。
2、实验完成后要整理实验仪器，先关闭电源，再将电线拆下，捋好后放在实验仪器的右侧。
3、仪器开机前应将1、I，调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输出电流趋于最小，然后再开机。
关机前，应将/、l，调节旋钮逆时针方向旋到底，然后切断电源
4、电源开机后预热几分钟，即可进行实验。
5、在实验过程中试验仪的U，开关应至始至终保持闭合，否则会为“1”
或数字跳动现象。
6、改变1，或霍尔元件过程应断开试验仪上的1，换向开关以防长时间通电而发热，导致霍尔元件升温影响实验结果。
霍尔电压实验报告思考(3篇)
第1篇一、实验背景霍尔效应是一种重要的物理现象，最早由美国物理学家霍尔于1879年发现。
当电流垂直于磁场通过导体或半导体时，会在其垂直方向上产生电压，这个电压称为霍尔电压。
这一现象不仅揭示了电荷的运动规律，而且在现代电子技术中有着广泛的应用，如磁场探测、速度测量等。
二、实验目的1. 理解霍尔效应的产生原理和实验装置。
2. 通过实验验证霍尔效应的存在，并测量霍尔电压。
3. 探究霍尔电压与电流、磁场之间的关系。
4. 学习使用霍尔电压测量磁感应强度。
三、实验原理霍尔效应的原理是：当电流垂直于磁场通过导体或半导体时，由于洛伦兹力的作用，载流子（电子或空穴）会向一侧偏转，导致两侧产生电势差，即霍尔电压。
霍尔电压的大小与电流、磁感应强度和载流子的电荷量有关。
四、实验装置与步骤1. 实验装置：霍尔效应实验仪、电源、电流表、电压表、磁场发生器等。
2. 实验步骤：1. 将霍尔元件放置在磁场发生器产生的磁场中。
2. 通过电源给霍尔元件通以电流，并调节电流大小。
3. 使用电压表测量霍尔电压。
4. 改变磁场方向，重复上述步骤，观察霍尔电压的变化。
5. 记录实验数据，分析霍尔电压与电流、磁场之间的关系。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，我们得到了霍尔电压与电流、磁场之间的关系曲线。
2. 分析：1. 霍尔电压与电流成正比，与磁感应强度成正比。
2. 霍尔电压与载流子电荷量成反比。
3. 当磁场方向改变时，霍尔电压的符号也会改变。
六、实验误差与讨论1. 实验误差：实验过程中可能存在的误差包括测量误差、系统误差等。
2. 讨论：1. 测量误差：由于实验仪器的精度限制，测量结果可能存在一定的误差。
2. 系统误差：实验装置的安装、磁场分布等因素可能对实验结果产生影响。
七、实验结论1. 验证了霍尔效应的存在，并测量了霍尔电压。
2. 霍尔电压与电流、磁感应强度之间存在线性关系。
3. 霍尔电压的符号与磁场方向有关。
八、实验拓展1. 研究霍尔电压与温度之间的关系。
霍尔效应实验报告答案
一、实验目的和要求1. 理解霍尔效应的基本原理及其产生机制。
2. 掌握霍尔元件的结构和工作原理。
3. 通过实验测量霍尔元件的霍尔电压（VH）与霍尔元件工作电流（Is）之间的关系。
4. 学习利用霍尔效应测量磁感应强度（B）。
5. 判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。
二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于磁场通过导体或半导体时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生电势差的现象。
这一电势差称为霍尔电压（VH）。
霍尔效应的产生机制可以归结为洛伦兹力对载流子（电子或空穴）的作用。
具体而言，当电流通过霍尔元件时，载流子受到磁场的作用力，导致载流子偏转，从而在霍尔元件的两侧产生正负电荷的积累，形成横向电场。
三、主要实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 电源3. 电流表4. 磁场发生器5. 测量仪6. 霍尔元件四、实验内容及实验数据记录1. 连接实验仪器，确保霍尔元件位于磁场中心。
2. 调节电源，使霍尔元件通过一定的电流（Is）。
3. 调节磁场发生器，使磁场垂直于电流方向。
4. 使用测量仪测量霍尔电压（VH）。
5. 记录不同电流（Is）和磁场强度（B）下的霍尔电压（VH）数据。
五、实验数据处理与分析1. 根据实验数据，绘制霍尔电压（VH）与霍尔元件工作电流（Is）之间的关系曲线。
2. 通过曲线分析，确定霍尔电压（VH）与霍尔元件工作电流（Is）之间的关系。
3. 利用霍尔效应公式 \(V_H = B \cdot I_s \cdot t \cdot n\)，其中 \(t\) 为霍尔元件的厚度，\(n\) 为载流子浓度，计算磁感应强度（B）。
4. 通过霍尔电压（VH）和磁感应强度（B）的比值，判断霍尔元件载流子的类型（电子或空穴）。
5. 计算载流子浓度（\(n\)）和迁移率（\( \mu \)）。
六、实验结论1. 通过实验验证了霍尔效应的存在，并掌握了霍尔效应的基本原理。
2. 实验结果表明，霍尔电压（VH）与霍尔元件工作电流（Is）之间呈线性关系。
霍尔效应实验报告总结思考题
霍尔效应实验报告总结思考题
霍尔效应实验报告总结思考题：
若霍尔片的发现与磁场方向和磁场不一致,对测量结果有什么影响?2.用霍尔片测螺线管的磁场时,怎样消除地球磁场的影响?
在实际应用中,伴随霍尔效应经常存在其他效应.例如实际中载流子迁移速率u服从统计分布规律,速度小的载流子受到的洛伦兹力小于霍尔电场作用力,向霍尔电场作用力方向偏转,速度大的载流子受到磁场作用力大于霍尔电场作用力,向洛伦兹力方向偏转.这样使得一侧告诉载流子较多,相当于温度较高,而另一侧低速载流子较多,相当于温度较低.这种横向温差就是温差电动势VE,这种现象称为爱延豪森效应.这种效应建立需要一定时间,如果采用直流电测量时会因此而给霍尔电压测量带来误差,如果采用交流电,则由于交流变化快使得爱延豪森效应来不及建立,可以减小测量误差.
2、顺着地磁场和反着地磁场都测一次,取平均.
列出计算霍尔系数、载流子浓度n 、电导率σ 及迁移率μ的计算公式，并注明单位。
霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。
实验三 霍尔效应
实验三 霍尔效应【实验目的】1．观察霍尔现象。
2．了解应用霍尔元件测量磁场的原理和方法。
3．用电位差计测量霍尔电压及电流，进一步掌握电位差计的使用方法。
【实验原理】霍尔效应：1879年霍尔在研究载流导体在磁场中受力的性质时发现，当工作电流（额定控制电流）垂直于外磁场方向通过导电体时，在垂直于电流和磁场的方向的物体两侧产生电位差，称为霍尔电势差。
这一效应称为霍尔效应。
图3-1 带电粒子受力图这个效应对金属来说是不显著的，但对半导体却非常显著。
在半导体中利用这种效应可以做成具有广泛应用的霍尔元件，用于磁场测量、功率测量及作为模拟运算的乘法器，应用到非电量测量方面，可作为压力、位移和流量测量的传感器。
霍尔电势差产生原因：假设有一块宽为a ，厚为b ，长为l 0的N 型半导体（载流子为电子），电流I 沿y 轴方向通过，磁场B沿z 轴方向，电子电量为q 。
则样品中以平均漂移速度为v （沿y 方向）的载流子（电子）在磁场中受洛仑兹力f m 作用，f m 的大小为：f m =qvB （3-1）方向如图3-1（b ）所示的-x 方向。
载流子（电子）在f m 的作用下沿x 轴负方向偏转，引起A 侧有电子的积累，B 侧正电荷的积累，在侧面电荷的积聚将在薄片样品中产生阻止电子继续向x 轴方向运动的电场E H ，使载流子又受到电场力f e =qE H （3-2）的作用。
电场力f e 的方向和洛仑兹力f m 方向恰好相反，它将阻碍电荷向侧面的继续积累，因此载流子在薄片侧面的积聚不会无限止地进行下去。
开始阶段，电场力f e 小于磁场力f m ，电荷将继续向侧面积聚。
随着积聚电荷的增加，电场不断增强，直到载流子受力f e = f m 时，达到一种平衡状态，载流子不再继续向侧面积聚，此时薄片中的横向（A 、B 两侧面之间）电场强度为 A U H E H E HU H IvB qf q f E m e H === 则横向电场在A 、B 两表面间产生的电势差—霍尔电势差U H 与E H 的关系为aU E H H =式中a 为样品宽度。
物理实验预习思考题
物理实验预习思考题预习思考题（答案仅供参考，自己组织语言）一．亥姆霍兹线圈磁场的测定简述本实验的注意事项（1）地磁场的影响不可忽略，移动探头测量时需调零（2）准确确定中心轴线（3）如果两线圈接错，可能使亥姆赫兹线圈中间轴线上磁场为零或极小。
二．扭摆法测定物体的转动惯量1.使用物理天平要注意些什么问题书上P36(新版教材)2.为什么当摆角不同时，测出的K略有差别？书上P1193.本实验忽略了什么因素？通过什么手段来忽略该因素？忽略轴承的摩擦力矩，将止动螺丝拧紧4.使用TH-2型智能转动惯量测试仪时要注意哪些事项？测试仪若死机，重新启动，并设定周期数。
5.写出本实验的注意事项P119三．用霍尔传感器测量螺线管磁场1.什么是霍尔效应？在科研中友什么用途？P166下面。
用途：根据霍尔效应，用半导体材料制成霍尔元件，利用它可以测量磁场，研究半导体中载流子的类别和特性，也可以制作传感器。
2.如果螺线管在烧制中两边单位长度的匝数不同或者烧制不均匀，会引起什么情况？改变磁场的分布情况。
3.在螺线管中电流I M恒定（例如100mA）的条件下，移动传感器在螺线管上的位置x，测量U’—x关系。
X的范围是0—30cm，为什么两端的测量数据应该比中心位置附近的测量数据点密集些？两端变化快。
四．静电场描绘1.根据描绘所得等位线和电场线的分布，分析哪些地方场强较强，哪些地方场强较弱？电场线密的地方强，稀疏的地方弱。
2.在描绘同轴电缆的等位线簇时，如何正确确定圆形等位线簇的圆心，如何正确描绘等位线？从最外面的点作两条连线，两条连线的垂直平分线的交点就是圆心。
3.由导电微晶与记录纸的同步测量记录，能否模拟出点电荷激发的电场或同心圆球壳型带电体激发的电场？为什么？不能。
不符合模拟条件。
五．空气、液体及固体介质的声速测量1.声速测量中共振干涉法、相位法、时差法有何异同？从原理上来答。
2.为什么要在谐振条件下进行声速测量？如何调节和判断测量系统是否处于谐振状态？P229第一段3.为什么发射换能器的发射面与接收换能器的接收面要保持相互平行？P227第一段4.声音在不同介质中传播有何区别？声速为什么会不同？速度不一样。
霍尔效应习题的反思
知识文库 第15期163霍尔效应习题的反思罗志昌习题教学是物理教学中的重要组成部分，在习题的选择上应突出“一个好的习题，就是一个科学问题”。
学生是否会做题成为高中物理教学质量的重要评价指标之一，在习题教学中通过对所学知识的复述、深化和应用，使学生达到知识的巩固、内化，发展学生的认知结构，进而起到提高培养学生的分析问题和解决问题的能力；同时习题教学应注重学生解决问题的过程，关注对学生对物理思想的理解、对物理方法的掌握、对物理建模能力的培养以及良好思维习惯的养成。
因此教师要对加强对典型习题的研究，用好习题课，努力提高物理教学的质量。
例1：磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能。
图1是它的示意图，平行金属板A、B 之间有一个很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)喷入磁场，A、B 两板问便产生电压。
如果把A、B 和用电器连接，A，B 就是一个直流电源的两个电极。
(1)图中A、B 板哪一个是发电机的正极?(2)若A、B 两板相距为d，板间的磁感应强度为B，等离子体以速度v，沿垂直于B 的方向射入磁场，该发电机的电动势是多大?解析：(1)当等离子体喷入磁场后．粒子将受到洛伦兹力的作用，由左手定则可以判断出正离子受到向下的作用力，打到B 板上；负离子受到向上的作用力而打到A 板上，A、B 两板间便会产生电压。
如果把A，B 和用电器连接，A、B 就是一个直流电源的两个电极。
其中B 板相当于发电机的正极。
A 板相当于发电机的负极。
(2)当正负离子分别打到两个极板上后，就会在A、B 两板间形成电场。
电场的方向由B 板指向A 板，A、B 两板问的电压即为发电机的电动势(外电路断开)。
离子在AB 间受到电场力和洛伦兹力，电场力和洛伦兹力的方向相反，当它们相等时。
离子将不再偏转。
由Bqv=dUq 得磁流体发电机的电动势U=Bdv。
通过上述的分析可知，磁流体发电机是利用了磁场对运动电荷的作用力，使正负粒子朝不同方向偏转从而在两极板间形成电势差。
实验20 霍尔效应
实验20 霍尔效应原理及其应用实验【实验目的】1、了解活儿效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。
2、学习用“对称测量法”消除副效应的影响。
3、确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
【预习思考题】1、什么叫霍尔效应？为什么此效应在半导体中特别显著？答：霍尔效应在本质上讲是运动的粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起偏转，最终两极板间形成电势差，使粒子受电场力和洛伦兹力平衡的现象。
因为半导体的迁移率高，电阻率适中，从而较其他材料有更强的优势。
2、采用霍尔元件测量磁场时，具体要测量哪些量？实验中如何操作才能消除副效应的影响？I I，用对称测量法可以尽可能的消除副影响。
答：霍尔电压、两输出电流,M S3、列出计算霍尔系数、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。
答：=单位：; n=单位：σ单位：μ μ= σ单位：2/m V s【实验原理】霍尔效应从本质上讲是运动的电子在磁场中受到洛伦兹力作用而引起的偏转。
当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的积累，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。
如图1所示的半导体试样，若在X方向通以电流，在Z方向加磁场,则试样中的载流子（电子）将受到洛伦兹力的作用，其大小为公式（1）图1 样品示意图在的作用下，电子流发生偏转，聚集到薄片的横向端面上A上，而使横向端面出现了剩余电荷，由此在Y轴方向上形成了一个横向的附加电场，称为霍尔电场，对于N型试样，方向由指向A。
电场对载流子产生一个方向和相仿的静电力,其大小为公式（2）显然，该电场的作用是阻碍载流子的进一步堆积，当载流子所受到的电场力和洛伦兹力相等时，样品两侧电荷的积累就会达到静电平衡，故有：公式（3）其中，是载流子在电流方向上的平均飘逸速度。
设试样的宽度为b，厚度为d,载流子浓度为n, 则公式（4）这时，A和之间的霍尔电势差为:公式（5）由公式（4）、（5）可得：公式（6）即霍尔电压与成正比，与试样厚度称反比。
霍尔效应实验讨论
霍尔效应实验讨论
霍尔效应是指在磁场中，当电流通过一块导体时，会在导体的侧面产生一定的电势差，这种现象被称为霍尔效应。
霍尔效应的实验可以用来测量材料的电导率、电子浓度和电子迁移率等参数，因此在材料科学和电子学领域有着广泛的应用。
霍尔效应实验的基本原理是利用磁场对电子的影响，通过测量电势差和电流来计算出材料的电导率和电子浓度。
实验中需要用到霍尔元件、磁铁、电源和电压表等设备。
首先将霍尔元件放置在磁铁中央，然后通过电源将电流引入霍尔元件中，测量出在磁场中产生的电势差和电流，最后根据公式计算出材料的电导率和电子浓度。
在实验中，需要注意的是磁场的强度和方向对实验结果的影响。
磁场越强，电势差越大，但是过强的磁场会对材料产生破坏性影响。
磁场的方向也会影响实验结果，因为电子的运动方向和磁场的方向有关。
因此，在实验中需要仔细控制磁场的强度和方向，以保证实验结果的准确性。
霍尔效应实验的应用非常广泛，可以用来研究各种材料的电学性质。
例如，在半导体材料中，霍尔效应可以用来测量电子浓度和电子迁移率，从而研究材料的导电性能。
在磁性材料中，霍尔效应可以用来研究材料的磁性和电学性质之间的关系。
此外，霍尔效应还可以用来研究材料的热电性质，例如热电材料的热电系数和热电功率等
参数。
霍尔效应实验是一种非常重要的实验方法，可以用来研究各种材料的电学性质。
在实验中需要仔细控制磁场的强度和方向，以保证实验结果的准确性。
随着科技的不断发展，霍尔效应实验将会有更广泛的应用。
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误差来源有：测量工作电流 的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。
物理霍尔效应实验思考题
【预习思考题】
1.列出计算霍尔系数 、载流子浓度n、电导率σ及迁移率μ的计算公式，并注明单位。
霍尔系数 ，载流子浓度 ，电导率 ，迁移率 。
2.如已知霍尔样品的工作电流 及磁感应强度B的方向，如何判断样品的导电类型
以根据右手螺旋定则，从工作电流 旋到磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样品为P型，反之则为N型。
3.本实验为什么要用3个换向开关
为了在测量时消除一些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流 及磁感应强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压 ，还要测量A、C间的电位差 ，这是两个不同的测量位置，又需要1个换向开关。总之，一共需要3个换向开关。
【分析讨论题】
1.若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全正交，按式（） 测出的霍尔系数 比实际值大还是小要准确测定 值应怎样进行