大学物理实验霍尔传感器测量数据
大学物理仿真实验——霍尔效应
仿真实验------霍尔效应实验人：代梦妮一、实验目的：（1）霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用（2）测绘霍尔元件的V H —Is ，V H —I M 曲线，了解霍尔电势差V H 与霍尔元件工作电流Is ，磁场应强度B 及励磁电流I M 之间的关系。
（3）学习利用霍尔效应测量磁感应强度B 及磁场分布。
（4）学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
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的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如下图(1)所示，磁场B位于Z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流Is （称为工作电流），假设载流子为电子（N 型半导体材料），它沿着与电流Is 相反的X 负向运动。
由于洛仑兹力f L作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转，并使B 侧形成电子积累，而相对的A 侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力 f E 的作用。
随着电荷积累的增加，f E 增大，当两力大小相等（方向相反）时， f L =－f E ，则电子积累便达到动态平衡。
这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场E H ，相应的电势差称为霍尔电势V H 。
设电子按平均速度V ，向图示的X 负方向运动，在磁场B 作用下，所受洛仑兹力为：f L =－e V B式中：e 为电子电量，V 为电子漂移平均速度，B 为磁感应强度。
同时，电场作用于电子的力为： f E H H eV eE -=-=l图(1) 霍尔效应原理式中：E H 为霍尔电场强度，V H 为霍尔电势，l 为霍尔元件宽度当达到动态平衡时:f L =－f EV B=V H /l (1)设霍尔元件宽度为l ，厚度为d ，载流子浓度为 n ，则霍尔元件的工作电流为 ld V ne Is = (2)由(1)、(2)两式可得：d IsB R d IsB ne l E V H H H ===1 (3)即霍尔电压V H (A 、B 间电压)与Is 、B 的乘积成正比，与霍尔元件的厚度成反比，比例系数)/(1ne R H =称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，只要测出HV （伏），以及s I （安），B （高斯）和d （厘米）可按下式计算H R （厘米3/库仑）。
实验05(霍尔式传感器)实验报告
实验五-霍尔式传感器实验1：直流激励时霍尔式传感器位移特性实验一、实验目的了解霍尔式传感器原理与应用。
二、实验原理根据霍尔效应，霍尔电势U H＝KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它的电势会发生变化，利用这一性质可以进行位移测量。
三、实验器械主机箱、测微头、霍尔传感器、霍尔传感器实验模板、移相器／相敏检波器／低通滤波器模板、双线示波器。
四、实验接线图五、实验数据记录和数据处理实验数据如下：X为测微头移动距离，Vol为输出电压幅值。
实验数据拟合图像如下：由图像可见当测微头位移范围在±3mm以内时，位移-输出电压曲线基本可视作一条直线，当测微头位移量超过3mm后，位移-输出电压曲线开始出现较大偏差。
当测微头位移范围为±2mm时，直线拟合方程为y=875.05x-123.05。
当测微头位移范围为±4mm 时，直线拟合方程为y=835.97x-133.07灵敏度和非线性误差：当测微头总位移量为±2mm时，灵敏度为875.05（V/m），非线性误差为0.542%当测微头总位移量为±4mm时，灵敏度为835.97（V/m），非线性误差为5.919%六、实验思考题本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化？实验中霍尔元件位移的线性度反映了系统灵敏度的变化。
当线性度较大时，说明此时系统的灵敏度较之前已经发生较大改变，位移-输出电压曲线的非线性进一步增大实验2：交流激励时霍尔式传感器位移特性实验一、实验目的了解交流激励时霍尔式传感器的特性。
二、实验原理：交流激励时霍尔式传感器与直流激励一样，基本工作原理相同，不同之处是测量电路。
三、实验器械主机箱、测微头、霍尔传感器、霍尔传感器实验模板、移相器／相敏检波器／低通滤波器模板、双线示波器。
四、实验接线图五、实验数据记录和数据处理实验数据如下：X为测微头移动距离，Vol为输出电压幅值。
实验数据拟合图像如下：非线性误差：当测微头总位移量为±2mm时，非线性误差为2.765% 当测微头总位移量为±4mm时，非线性误差为10.849%。
大学物理仿真实验——霍尔效应
仿真实验------霍尔效应实验人：代梦妮一、实验目的：（1）霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用（2）测绘霍尔元件的V H —Is ，V H —I M 曲线，了解霍尔电势差V H 与霍尔元件工作电流Is ，磁场应强度B 及励磁电流I M 之间的关系。
（3）学习利用霍尔效应测量磁感应强度B 及磁场分布。
（4）学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
二、实验原理霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
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的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如下图(1)所示，磁场B位于Z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流Is （称为工作电流），假设载流子为电子（N 型半导体材料），它沿着与电流Is 相反的X 负向运动。
由于洛仑兹力f L作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转，并使B 侧形成电子积累，而相对的A 侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力 f E 的作用。
随着电荷积累的增加，f E 增大，当两力大小相等（方向相反）时， f L =－f E ，则电子积累便达到动态平衡。
这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场E H ，相应的电势差称为霍尔电势V H 。
设电子按平均速度V ，向图示的X 负方向运动，在磁场B 作用下，所受洛仑兹力为：f L =－e V B式中：e 为电子电量，V 为电子漂移平均速度，B 为磁感应强度。
同时，电场作用于电子的力为： f E H H eV eE -=-=l图(1) 霍尔效应原理式中：E H 为霍尔电场强度，V H 为霍尔电势，l 为霍尔元件宽度当达到动态平衡时:f L =－f EV B=V H /l (1)设霍尔元件宽度为l ，厚度为d ，载流子浓度为 n ，则霍尔元件的工作电流为 ld V ne Is = (2)由(1)、(2)两式可得：d IsB R d IsB ne l E V H H H ===1 (3)即霍尔电压V H (A 、B 间电压)与Is 、B 的乘积成正比，与霍尔元件的厚度成反比，比例系数)/(1ne R H =称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，只要测出HV （伏），以及s I （安），B （高斯）和d （厘米）可按下式计算H R （厘米3/库仑）。
霍尔原件实验报告
一、实验目的1. 了解霍尔效应的基本原理和实验方法。
2. 掌握霍尔元件的结构、工作原理和应用。
3. 通过实验测量霍尔元件的霍尔电压、霍尔系数等参数。
4. 熟悉霍尔元件在磁场测量中的应用。
二、实验原理霍尔效应是当电流通过半导体材料时，在垂直于电流和磁场方向的两侧会产生电势差的现象。
这种现象是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力作用而引起的。
根据霍尔效应，可以测量磁场的强度和方向。
霍尔元件是利用霍尔效应制成的传感器，其基本结构包括半导体材料、电流源、电极和放大器等。
当电流通过半导体材料时，在垂直于电流和磁场方向的两侧会产生电势差，即霍尔电压。
霍尔电压的大小与磁场强度、电流强度和半导体材料的霍尔系数有关。
三、实验仪器与设备1. 霍尔元件实验仪2. 电流源3. 磁场发生器4. 数字多用表5. 示波器6. 计算机四、实验步骤1. 连接电路：按照实验仪说明书，将霍尔元件、电流源、磁场发生器和数字多用表等仪器连接好。
2. 设置参数：根据实验要求，设置电流源和磁场发生器的参数。
3. 测量霍尔电压：将数字多用表设置为直流电压测量模式，测量霍尔元件的霍尔电压。
4. 改变磁场强度：调整磁场发生器的参数，改变磁场强度。
5. 记录数据：记录不同磁场强度下的霍尔电压值。
6. 数据处理：利用计算机软件对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 霍尔电压与磁场强度的关系：根据实验数据，绘制霍尔电压与磁场强度的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔电压与磁场强度呈线性关系。
2. 霍尔系数的测量：根据霍尔电压、电流强度和磁场强度，计算霍尔系数。
霍尔系数是霍尔元件的重要参数，反映了霍尔元件的灵敏度。
3. 霍尔元件的线性度：通过实验数据，可以评估霍尔元件的线性度。
线性度越高，霍尔元件的测量精度越高。
4. 霍尔元件的稳定性：通过长时间实验，可以评估霍尔元件的稳定性。
稳定性越高，霍尔元件的使用寿命越长。
六、实验结论1. 霍尔效应是利用载流子在磁场中受到洛伦兹力作用而引起的偏转现象。
霍尔效应实验报告数据及处理
霍尔效应实验报告数据及处理霍尔效应实验可真是一门神奇的科学，咱们今天就来聊聊这个现象。
霍尔效应可不是啥高大上的东西，听起来挺复杂，其实就是在电流通过导体的时候，外加一个磁场，结果导体里就出现了电压差。
嘿，这不是在说“魔法”吗？当你把一根导线放在磁场里，电流的流动就像是跟着某种隐形的节奏在跳舞，真是妙不可言。
实验开始时，咱们得准备一些材料，像导体、磁铁、万用表啥的。
你想啊，没有这些工具，咱们就像没有武器的战士，打不了胜仗嘛！将导体放置在磁场中，打开电源，电流开始流动。
咱们的万用表就像个勤快的小蜜蜂，开始记录数据。
每当我看到那表上的数字变化，心里真是乐开了花，感觉自己就是个小科学家，跟爱因斯坦也没啥差别。
咱们要开始记录不同的电流和磁场强度。
这时候，数据就像小朋友一样，一会儿乖乖的，一会儿又调皮捣蛋。
记得有一次，我本来想测量电流和磁场的关系，结果万用表上显示的数字让人抓狂，怎么都不对劲。
后来仔细一看，哎呀，原来是我手一抖，电线松了，真是尴尬得恨不得找个地缝钻进去。
真的是，不经历风雨，怎么见彩虹？然后，咱们就可以用公式来处理这些数据，算出霍尔电压。
公式其实也不复杂，感觉跟解数学题似的，脑子里飞快转动，像是个急性子的小兔子。
最终，咱们得到的霍尔电压，就像是实验的“最终成绩”，让人心里踏实得很。
这时候，咱们就可以把数据做成图表，看看那条线是怎么跑的，简直就像看一场精彩的体育赛事，让人兴奋不已。
在分析完数据后，我发现霍尔效应的应用真是无处不在。
比如，咱们常见的霍尔传感器，就是利用这个原理来检测位置和速度。
真是没想到，原来这些高科技背后也有这么简单的原理，真是让人觉得科技感满满。
想到这里，心里那份自豪感油然而生，感觉自己也在为科学做贡献。
霍尔效应的实验，让我认识到了科学的乐趣。
它不仅仅是公式和数据，更是生活中的点滴体验。
每次看到实验成功，内心的成就感就像吃了蜜一样甜。
而那些出错的小插曲，虽然当时让人抓狂，但回头想想，简直就是笑料，成了我和朋友们茶余饭后的笑谈。
霍尔测速实验报告
霍尔测速实验报告霍尔测速实验报告引言：霍尔测速实验是一种常用的物理实验，通过测量霍尔电压来确定导体中电子的速度。
本实验旨在通过实际操作，深入了解霍尔效应的原理和应用，并验证霍尔电压与导体中电子速度之间的关系。
一、实验器材和原理1. 实验器材：- 霍尔元件- 恒流源- 磁场源- 数字万用表- 直流电源- 连接线等2. 实验原理：霍尔效应是指当导体中有电流通过时，垂直于电流方向施加磁场时，导体两侧产生的电压差。
这个现象可以通过以下公式来描述：V_H = B * I * R_H其中，V_H为霍尔电压，B为磁场强度，I为电流强度，R_H为霍尔系数。
二、实验步骤1. 搭建实验电路：将霍尔元件与恒流源、数字万用表等连接起来，确保电路连接正确。
2. 施加磁场：将磁场源靠近霍尔元件，调节磁场强度，使其在一定范围内变化。
同时，保持电流强度恒定。
3. 测量电压：使用数字万用表测量霍尔电压，并记录下相应的磁场强度和电流强度。
4. 数据处理：根据所测得的电压、磁场强度和电流强度数据，计算出霍尔系数R_H。
三、实验结果在实验过程中，我们测量了不同磁场强度下的霍尔电压，并记录下了相应的电流强度。
根据实验数据，我们绘制了霍尔电压与磁场强度的曲线图，并通过拟合得到了霍尔系数R_H的数值。
四、实验讨论通过实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 霍尔电压与磁场强度成正比关系。
当磁场强度增大时，霍尔电压也随之增大。
2. 霍尔电压与电流强度成正比关系。
当电流强度增大时，霍尔电压也随之增大。
3. 霍尔系数R_H是一个常量，与导体的材料和几何形状有关。
不同材料和形状的导体具有不同的R_H值。
五、实验应用霍尔测速实验在工程和科学研究中有广泛的应用。
一些常见的应用包括：1. 速度测量：通过测量霍尔电压，可以确定导体中电子的速度，从而实现对物体速度的测量。
2. 磁场测量：利用霍尔效应，可以测量磁场的强度和方向，广泛应用于磁场传感器和磁力计等设备中。
大学霍尔效应实验报告
实验名称：霍尔效应实验实验日期： 2023年11月1日实验地点：物理实验室实验者： [姓名]指导教师： [教师姓名]一、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理和现象。
2. 掌握霍尔效应实验的原理和方法。
3. 通过实验测量霍尔元件的霍尔电压与霍尔元件工作电流、励磁电流之间的关系。
4. 学习利用霍尔效应测量磁感应强度及磁场分布。
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时，在导体的垂直方向上产生电动势的现象。
这一现象是由美国物理学家霍尔在1879年发现的。
根据霍尔效应，当载流子在磁场中受到洛伦兹力的作用时，会发生偏转，从而在垂直于电流和磁场的方向上产生电动势。
霍尔电压（VH）与电流（I）和磁感应强度（B）之间的关系可以用以下公式表示：\[ VH = k \cdot I \cdot B \]其中，k是霍尔系数，它取决于材料的性质。
三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 电流表3. 电压表4. 励磁电源5. 磁场发生器6. 样品支架四、实验内容及步骤1. 仪器调整：按照实验仪器的说明书进行仪器调整，确保霍尔元件位于磁场中间，并且连接好所有电路。
2. 测量霍尔电压：闭合开关，调节励磁电源，使磁场达到预定的强度。
然后调节霍尔元件的工作电流，记录不同电流下的霍尔电压。
3. 测量霍尔电压与电流的关系：在不同的励磁电流下，重复步骤2，记录不同电流下的霍尔电压。
4. 测量霍尔电压与励磁电流的关系：在不同的工作电流下，改变励磁电流，记录不同励磁电流下的霍尔电压。
5. 数据处理：根据实验数据，绘制霍尔电压与工作电流、励磁电流的关系曲线。
6. 计算霍尔系数：根据实验数据，计算霍尔系数k。
7. 判断载流子类型：根据霍尔电压的符号，判断霍尔元件载流子的类型。
8. 计算载流子浓度和迁移率：根据霍尔系数和实验数据，计算载流子浓度和迁移率。
五、实验结果与分析1. 霍尔电压与工作电流的关系：实验结果表明，霍尔电压与工作电流成正比。
大学物理仿真实验——霍尔效应
仿真实验（霍尔效应）------霍尔效应1目的：（1）霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用）霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用（2）测绘霍尔元件的V H —Is Is，，V H —I M 曲线，了解霍尔电势差V H 与霍尔元件工作电流Is Is，磁场应强度，磁场应强度B 及励磁电流I M 之间的关系。
之间的关系。
（3）学习利用霍尔效应测量磁感应强度B 及磁场分布。
及磁场分布。
（4）学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
）学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
2简单的实验报告简单的实验报告 数据分析数据分析（1）实验原理霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
霍尔效应从本质上讲，是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。
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的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如下图向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。
如下图(1)(1)(1)所示，磁场所示，磁场B 位于Z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X 正向通以电流Is Is（称为工作电流），假设（称为工作电流），假设载流子为电子（载流子为电子（N N 型半导体材料），它沿着与电流Is 相反的X 负向运动。
由于洛仑兹力fL作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B 侧偏转，并使B 侧形成电子积累，而相对的A 侧形成正电荷积累。
与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力形成的反向电场力 f E 的作用。
随着电荷积累的增加，f E 增大，当两力大小相等（方向相反）时，相反）时， f L =－f E ，则电子积累便达到动态平衡。
这时在A 、B 两端面之间建立的电场称为霍尔电场E H ，相应的电势差称为霍尔电势V H 。
设电子按平均速度V ，向图示的X 负方向运动，在磁场B 作用下，所受洛仑兹力为：作用下，所受洛仑兹力为：f L =－e V B式中：式中：e e e 为电子电量，为电子电量，V 为电子漂移平均速度，为电子漂移平均速度，B B 为磁感应强度。
霍尔测试实验报告
#### 一、实验目的1. 了解霍尔效应的基本原理和实验方法。
2. 掌握霍尔元件的测量原理及其在磁场测量中的应用。
3. 通过实验，学会使用霍尔元件测量磁感应强度和磁场分布。
4. 分析实验数据，了解霍尔元件的响应特性。
#### 二、实验原理霍尔效应是指导体中运动的电荷在磁场中受到洛伦兹力作用，导致电荷在垂直于电流和磁场方向上发生偏转，从而在导体的两端产生电压差的现象。
根据霍尔效应原理，可以制成霍尔元件，用于测量磁场。
#### 三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 霍尔元件3. 磁场发生器4. 数字电压表5. 导线6. 支架7. 钳子#### 四、实验步骤1. 连接电路：将霍尔元件、磁场发生器、数字电压表和电源按照实验仪器的接线图连接好。
2. 调整磁场：将磁场发生器调整到所需的磁场强度，并保持稳定。
3. 测量霍尔电压：打开电源，调节霍尔元件的工作电流，记录不同电流下的霍尔电压值。
4. 测量磁场分布：将霍尔元件放置在磁场中不同位置，测量不同位置的霍尔电压，绘制磁场分布图。
5. 数据处理：根据实验数据，分析霍尔元件的响应特性，计算磁感应强度。
#### 五、实验数据及处理1. 霍尔电压与电流的关系：| 工作电流 (I) | 霍尔电压 (V) || ------------ | ------------ || 0.1 A | 0.003 V || 0.2 A | 0.006 V || 0.3 A | 0.009 V || 0.4 A | 0.012 V || 0.5 A | 0.015 V |根据实验数据，可以绘制霍尔电压与工作电流的关系曲线。
2. 磁场分布：将霍尔元件放置在磁场中不同位置，测量不同位置的霍尔电压，绘制磁场分布图。
#### 六、实验结果与分析1. 霍尔电压与电流的关系：实验结果表明，霍尔电压与工作电流成正比。
根据霍尔效应原理，霍尔电压与电流的关系可以表示为：\[ V = K \cdot I \cdot B \]其中，V为霍尔电压，K为霍尔系数，I为工作电流，B为磁感应强度。
实验报告-集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场
大学物理实验报告实验3-9 集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场一、 实验名称：集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场二、 实验目的：1、掌握霍尔效应原理测量磁场；2、测量单匝载流原线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。
三、 实验器材：1、亥姆霍兹线圈磁场测定仪，包括圆线圈和亥姆霍兹线圈平台（包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺等）、高灵敏度毫特计和数字式直流稳压电源。
四、 实验原理：1、圆线圈的磁场：根据毕奥-萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：NI x R R o 2/3222)(2B +=μ式中I 为通过线圈的电流强度，R 为线圈平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线圈的匝数，A m T o ⋅⨯=-7104πμ ，为真空磁导率。
因此，圆心处的磁感应强度为NI RB O2μ=轴线外的磁场分布计算公式较复杂。
2、亥姆霍兹线圈的磁场亥姆霍兹线圈如图3-9-1所示，是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同，线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
设z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，根据毕奥-萨伐尔定律及磁场叠加原理可以从理论上计算出亥姆霍兹线圈周线上任意一点的磁感应强度为}])2([])2({[21B 232223222---++++⋅⋅⋅='z RR z R R R I N o μ 而在亥姆霍兹线圈上中心O 处的磁感应强度B 为RIN B o ⋅⋅='μ2358当线圈通有某一电流时，两线圈磁场合成如图：从图3-9-2可以看出，两线圈之间轴线上磁感应强度在相当大的范围内是均匀的。
五、 实验步骤：1、载流圈和骇姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量亥姆霍兹线圈磁场测定仪:图3-9-3 亥姆霍兹线圈磁场测定仪器示意图1.毫特斯拉计2.电流表3.直流电流源4.电流调节旋钮5.调零旋钮6.传感器插头7.固定架 8.霍尔传感器 9.大理石 10.线圈 A 、B 、C 、D 为接线柱（1）按课本图3-9-3接线，直流稳流电源中数字电流表已串接在电源的一个输出端，测量电流A 100m I =时，单线圈a 轴线上各点磁感应强度a B ，每个1.00cm 测一个数据。
实验报告-集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场
大学物理实验报告实验3-9 集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场一、 实验名称：集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场二、 实验目的：1、掌握霍尔效应原理测量磁场；2、测量单匝载流原线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。
三、 实验器材：1、亥姆霍兹线圈磁场测定仪，包括圆线圈和亥姆霍兹线圈平台（包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺等）、高灵敏度毫特计和数字式直流稳压电源。
四、 实验原理：1、圆线圈的磁场：根据毕奥-萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为：NI x R R o 2/3222)(2B +=μ式中I 为通过线圈的电流强度，R 为线圈平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线A m T o ⋅⨯=-7104πμ ，为真空磁导率。
因此，圆心处的磁感应强度为NI RB O2μ=轴线外的磁场分布计算公式较复杂。
2、亥姆霍兹线圈的磁场亥姆霍兹线圈如图3-9-1所示，是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同，线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
设z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，根据毕奥-萨伐尔定律及磁场叠加原理可以从理论上计算出亥姆霍兹线圈周线上任意一点的磁感应强度为}])2([])2({[21B 232223222---++++⋅⋅⋅='z RR z R R R I N o μ 而在亥姆霍兹线圈上中心O 处的磁感应强度B 为RIN B o ⋅⋅='μ2358当线圈通有某一电流时，两线圈磁场合成如图：从图3-9-2可以看出，两线圈之间轴线上磁感应强度在相当大的范围内是均匀的。
五、 实验步骤：1、载流圈和骇姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量亥姆霍兹线圈磁场测定仪:图3-9-3 亥姆霍兹线圈磁场测定仪器示意图1.毫特斯拉计2.电流表3.直流电流源4.电流调节旋钮5.调零旋钮6.传感器插头7.固定架 8.霍尔传感器 9.大理石 10.线圈 A 、B 、C 、D 为接线柱（1）按课本图3-9-3接线，直流稳流电源中数字电流表已串接在电源的一个输出端，测量电流A 100m I =时，单线圈a 轴线上各点磁感应强度a B ，每个1.00cm 测一个数据。
大学物理实验教案(霍耳位置传感器法测杨氏弹性模量)
在微小位移Z情况下，可认为霍尔传感器输出信号电压(2)式仍然成立。
(3)
式中
(3)式表明，霍尔传感器输出信号电压与横梁中点下降距离Z成正比。只要对传感器进行定标，定出比例系数 ，就可以利用该传感器测量微小位移Z了。
教学重点与难点
1、使用千分尺、游标卡尺测长时的注意事项；
2、掌握读数显微镜的调试和测量方法并能正确读数；
思考题
1、为什么要用逐差法处理数据？有何优点？
2、从杨氏模量的公式分析，对测量结果影响最大的因素是……？
参考资料
《大学物理实验》——马靖张丽华黄建敏主编
《大学物理实验指导》——丁道滢陈之前编
《物理实剑青吴泳华等主编
评分标准
一、预习与操作评分标准（满分100）
二、报告的评分标准（满分100）
铜尺厚度a，宽度b的测量数据：各10分；共20分。
表格数据（有效数字、分布）25分；
Z和V的平均值、比例系数各10分，其中：有效数字、单位各5分；共30分。
杨氏模量15分，其中：有效数字、单位、数量级各5分。
百分偏差10分
预习：(40分)
实验目的：5分；实验仪器：5分；
实验原理：20分。其中：文字叙述12分；主要公式3分；原理图5分
填空：共10分
实验操作部分（60分）：
游标尺操作及测量数据：10分；千分尺操作及测量数据：10分；
杨氏模量仪调节、读数显微镜调焦、零点标定、初始读数：20分；
加砝码、操作读数显微镜读数及数据分布：20分。
（1）
式中L为二刀口之间的距离，a、b分别为金属薄板的厚度和宽度。
根据(1)式，测出等号右边各量，就可以求得杨氏模量E。式中a、b、L、m这四个量用一般方法容易测得。Z是一个微小变化量，本实验用读数显微镜和霍尔位置传感器来测量。
霍尔元件参数实验报告
一、实验目的1. 了解霍尔元件的基本原理和结构。
2. 学习使用霍尔元件测量磁感应强度、电导率等参数。
3. 掌握霍尔元件参数测量的实验方法和数据处理技巧。
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产生电压的现象。
霍尔元件就是利用霍尔效应来测量磁感应强度等参数的装置。
霍尔元件主要由半导体材料制成，其基本结构包括以下部分：1. 主体半导体材料：作为电流通道和霍尔效应发生的场所。
2. 垂直于电流方向的电极：用于施加磁场和测量霍尔电压。
3. 水平方向的电极：用于施加电流。
当电流垂直于磁场通过霍尔元件时，根据霍尔效应，会在垂直于电流和磁场的方向上产生霍尔电压。
霍尔电压的大小与磁感应强度、电流强度、霍尔元件的厚度和载流子浓度等因素有关。
三、实验仪器与设备1. 霍尔元件实验仪2. 磁场发生器3. 数字电压表4. 电流源5. 导线6. 钳形电流表四、实验内容与步骤1. 连接电路：按照实验仪的使用说明书，将霍尔元件、磁场发生器、电流源、电压表和导线等连接好。
2. 设置实验参数：调节磁场发生器，产生所需的磁场强度；调节电流源，使霍尔元件中的电流达到设定值。
3. 测量霍尔电压：打开电流源和磁场发生器，记录霍尔元件的霍尔电压。
4. 改变磁场强度和电流强度：重复步骤3，分别测量不同磁场强度和电流强度下的霍尔电压。
5. 数据处理：将实验数据记录在表格中，绘制霍尔电压与磁场强度、电流强度的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 霍尔电压与磁场强度的关系：根据实验数据，绘制霍尔电压与磁场强度的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔电压与磁场强度呈线性关系。
2. 霍尔电压与电流强度的关系：根据实验数据，绘制霍尔电压与电流强度的关系曲线。
从曲线可以看出，霍尔电压与电流强度呈线性关系。
3. 霍尔元件的电导率：根据霍尔电压、电流强度和磁场强度，计算霍尔元件的电导率。
六、实验结论1. 霍尔元件可以用于测量磁感应强度、电导率等参数。
实验报告-集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场
大学物理实验报告实验3-9 集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场一、 实验名称：集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场二、 实验目的：1、掌握霍尔效应原理测量磁场；2、测量单匝载流原线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。
三、 实验器材：1、亥姆霍兹线圈磁场测定仪，包括圆线圈和亥姆霍兹线圈平台（包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺等）、高灵敏度毫特计和数字式直流稳压电源。
四、 实验原理：1、圆线圈的磁场：根据毕奥-萨伐尔定律，载流线圈在轴线（通过圆心并与线圈平面垂直的直线）上某点的磁感应强度为： NI x R R o 2/3222)(2B +=μ式中I 为通过线圈的电流强度，R 为线圈平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线圈的匝数，A m T o ⋅⨯=-7104πμ ，为真空磁导率。
因此，圆心处的磁感应强度为NI R B O2μ=轴线外的磁场分布计算公式较复杂。
2、亥姆霍兹线圈的磁场亥姆霍兹线圈如图3-9-1所示，是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同，线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
设z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，根据毕奥-萨伐尔定律及磁场叠加原理可以从理论上计算出亥姆霍兹线圈周线上任意一点的磁感应强度为 }])2([])2({[21B 232223222---++++⋅⋅⋅='z R R z R R R I N o μ 而在亥姆霍兹线圈上中心O 处的磁感应强度B 为 R I N B o ⋅⋅='μ2358 当线圈通有某一电流时，两线圈磁场合成如图：从图3-9-2可以看出，两线圈之间轴线上磁感应强度在相当大的范围内是均匀的。
五、 实验步骤：1、载流圈和骇姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量。
大学物理实验报告 霍尔效应
霍尔效应的研究钱瑞杰，13级物理系一、引言近年来，在科研和工业中，霍尔效应被广泛应用于磁场测量。
本实验通过使用霍尔传感器了解半导体的霍耳效应，研究霍耳电压与磁场强度、电流之间的关系，了解霍耳效应的各种副效应并学习根据需要抑制或增强各种副效应的方法。
二、实验原理1、霍尔效应如图1所示，当电流I 流过厚度为d 的半导体薄片，因磁场B 垂直作用于该半导体，则电子流方向会因洛伦兹力作用而发生改变，正电荷向a 侧聚集，负电荷向b 侧聚集，从而在a 、b 之间形成霍尔电势差H U ，HH H R U IB K IB d ⎛⎫== ⎪⎝⎭（1） 其中，H K 为霍尔元件灵敏度，I 、B 分别为电流强度和磁场强度。
2、霍尔效应中的副效应（1）不等位电势差U σ：由于霍尔元件的材料本身不均匀，以及由于工艺制作时，很难保证将霍尔片的电压输出电极焊接在同一等势面上，因此当电流流过样品时，即使已不加磁场，在电压输出电极之间也会产生一电势差U σ，U Ir σ=，只与电流有关，与磁场无关。
（2）厄廷豪森效应： 霍尔片内部的快慢载流子向不同方向偏转，动能转化为热能，使x 方向两侧产生温度差，因此霍尔电极和样品间形成热电偶，在电极间产生温差电动势E U 。
E U IB ∝，其正负、大小与I 、B 的大小和方向有关。
（3）能斯托效应：由于两个电流电极与霍尔样品的接触电阻不同，样品电流在电极处产生不同的焦耳热，引起两电极间的温差电动势，此电动势又产生温差电流（又称热电流）Q ，热电流在磁场的作用下将发生偏转，结果在y 方向产生附加的电势差N U ，且N U QB ∝，N U 的正、负只与B 的方向有关，这一效应称为能斯托效应。
（4）里纪─勒杜克效应：以上谈到的热流Q 在磁场作用下，除了在y 方向产生电势差外，还由于热流中的载流子的迁移率不同，将在y 方向引起样品两侧的温差，此温差在y 方向上产生附加温差电动势R U QB ∝，R U 只和B 有关，和I 无关。
霍尔效应实验数据
在零磁场下测量不等位电势 Vб的值 在零磁场下当 Is=0.1mA 时产生的不等位电势 Vб(此处填入绝对值，单位：mV)
Is/mA V(+Is) V(-Is)
Is=0.1mA 15.1500 15.150
测量霍尔电压：电路连接成功后，保持电路中的励磁电流 Im=0.45A，令工作电流 Is 从 0.5mA 增加到 4.5mA，每隔 0.5mA 测量相应的霍尔电压值。 此时励磁电流大小 Im(A)=0.447 电磁线圈的磁场大小为 B(T)=0.235350 保持此时励磁电流的大小不变，调节工作电流每次变化 0.5mA,记录显示的电压值(单位：mV)
Is/mA V(+Im、+Is)V(-Im、+Is)V(+Im、-Is)V(-Im、-Is)
Is=0.5mA 1.56
-1.60
-1.55
1.56
Is=1.0mA 3.21
-3.20
-3.05
3.15
Is=1.5mA 4.720
-4.66
-4.590
4.690
Is=2.0mA 6.150
-6.21
-6.24
6.25
Is=2.5mA 7.85
-7.840
-7.81
7.98
Is=3.0mA 9.600
-9.490
-9.47
9.39
Is=3.5mA 11.200
-10.86
-11.05
10.95
Is=4.0mA 12.79
-12.28
-12.26
12.650
Is=4.5mA 13.830
-14.24
-14.07
Im=0.20A 6.20
实验报告-集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场
大学物理实验报告实验3-9 集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场一、 实验名称：集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场二、 实验目的：1、掌握霍尔效应原理测量磁场；2、测量单匝载流原线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。
三、 实验器材：1、亥姆霍兹线圈磁场测定仪，包括圆线圈和亥姆霍兹线圈平台〔包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺等〕、高灵敏度毫特计和数字式直流稳压电源。
四、 实验原理：1、圆线圈的磁场：根据毕奥-萨伐尔定律，载流线圈在轴线〔通过圆心并与线圈平面垂直的直线〕上某点的磁感应强度为：NI x R R o 2/3222)(2B +=μ式中I 为通过线圈的电流强度，R 为线圈平均半径，x 为圆心到该点的距离，N 为线圈的匝数，A m T o ⋅⨯=-7104πμ ，为真空磁导率。
因此，圆心处的磁感应强度为NI RB O2μ=轴线外的磁场分布计算公式较复杂。
2、亥姆霍兹线圈的磁场亥姆霍兹线圈如图3-9-1所示，是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈，两线圈内的电流方向一致，大小相同，线圈之间的距离d 正好等于圆形线圈的半径R 。
设z 为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O 处的距离，根据毕奥-萨伐尔定律及磁场叠加原理可以从理论上计算出亥姆霍兹线圈周线上任意一点的磁感应强度为}])2([])2({[21B 232223222---++++⋅⋅⋅='z RR z R R R I N o μ 而在亥姆霍兹线圈上中心O 处的磁感应强度B 为RIN B o ⋅⋅='μ2358当线圈通有某一电流时，两线圈磁场合成如图：从图3-9-2可以看出，两线圈之间轴线上磁感应强度在相当大的范围内是均匀的。
五、 实验步骤：1、载流圈和骇姆霍兹线圈轴线上各点磁感应强度的测量亥姆霍兹线圈磁场测定仪:图3-9-3 亥姆霍兹线圈磁场测定仪器示意图1.7.固定架 8.霍尔传感器 9.大理石 10.线圈 A 、B 、C 、D 为接线柱〔1〕按课本图3-9-3接线，直流稳流电源中数字电流表已串接在电源的一个输出端，测量电流A 100m I =时，单线圈a 轴线上各点磁感应强度a B ，每个1.00cm 测一个数据。