物理实验 霍尔效应与应用
霍尔效应及其应用实验报告
5霍尔片性脆易碎、电极甚细易断，严防撞击，或用手去触摸，否则，即遭损坏！在需要调节霍尔片位置时，必须谨慎，切勿随意改变y轴方向的高度，以免霍尔片与磁极面磨擦而受损。
6决不允许将“IM输出”接到“IS输入”或“VH、Vσ输出”处，否则，一旦通电，霍尔样品即遭损坏。
7.83
7.68
7.9
7.75
7.79
3.00
9.39
9.24
9.48
9.32
9.3575
3.50
10.93
10.78
11.02
10.87
10.9
4.00
12.48
12.33
12.59
12.44
12.46
2测绘VH—IM曲线：调节Is =3.00mA值不变，调节IM，记录相应的VH数据，将VH、IM数据记于表2中。
g={4.6925,6.235,7.7925,9.3875,10.955,12.525};
h={0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8};
i=ListPlot[Transpose[{h,g}],AxesLabel{"Im/mA","U/mV"}];
j=ListLinePlot[Transpose[{h,g}],AxesLabel{"Im/mA","U/mV"}];
①
其中e为载流子电量，为载流子在电流方向上的平均定向漂移速率，B为磁感应强度。无论载流子是正电荷还是负电荷，Fg的方向均沿Y方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在Y方向即试样A、A´电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样A、A´两侧产生一个电位差VH，形成相应的附加电场E—霍尔电场，相应的电压VH称为霍尔电压，电极A、A´称为霍尔电极。
霍尔效应及其应用实验报告数据处理
霍尔效应及其应用实验报告数据处理一、实验目的本次实验的主要目的是通过测量霍尔电压、电流等物理量，深入理解霍尔效应的原理，并探究其在实际中的应用。
同时，通过对实验数据的处理和分析，提高我们的科学研究能力和数据处理技巧。
二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象称为霍尔效应。
假设导体中的载流子为电子，其电荷量为 e，平均定向移动速度为v，导体宽度为 b，厚度为 d，外加磁场的磁感应强度为 B。
则电子受到的洛伦兹力为 F ＝ e v B，在洛伦兹力的作用下，电子会向导体的一侧偏转，从而在导体两侧产生电势差，即霍尔电压 UH 。
根据霍尔效应的基本公式：UH ＝ RH I B ／ d ，其中 RH 为霍尔系数。
三、实验仪器霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表、特斯拉计等。
四、实验步骤1、连接实验仪器，将霍尔元件放入磁场中，确保磁场方向与霍尔元件平面垂直。
2、调节直流电源，给霍尔元件通入恒定电流 I ，并记录电流值。
3、用特斯拉计测量磁场的磁感应强度 B ，并记录。
4、测量霍尔元件两端的霍尔电压 UH ，改变电流和磁场的方向，多次测量取平均值。
五、实验数据记录以下是一组实验数据示例：｜电流 I （mA) ｜磁场 B （T) ｜霍尔电压 UH （mV) ｜｜｜｜｜｜ 500 ｜ 050 ｜ 250 ｜｜ 500 ｜ 100 ｜ 500 ｜｜ 500 ｜ 150 ｜ 750 ｜｜ 1000 ｜ 050 ｜ 500 ｜｜ 1000 ｜ 100 ｜ 1000 ｜｜ 1000 ｜ 150 ｜ 1500 ｜六、数据处理方法1、计算霍尔系数 RH根据公式 UH ＝ RH I B ／ d ，可得 RH ＝ UH d ／（I B) 。
由于 d 为霍尔元件的厚度，在实验中为已知量，因此可以通过测量不同电流和磁场下的霍尔电压，计算出霍尔系数 RH 。
霍尔效应及其应用实验报告
霍尔效应及其应用实验报告实验报告：
实验目的：
1. 了解霍尔效应的基本原理和特点。
2. 掌握霍尔系数的测定方法及其相关计算。
3. 熟悉霍尔元件的使用，实现霍尔效应的应用。
实验仪器：
霍尔元件、直流电源、稳压电源、数字万用表、模拟万用表、磁通量表、恒流源等实验仪器设备。
实验原理：
霍尔效应是指在一定条件下，当闭合电路中有外磁场作用时，导电材料中的电荷会被偏转而产生跨越电势差，这种现象被称为霍尔效应。
实验步骤：
1. 将实验仪器连接好，保证电路连接正确无误。
2. 将霍尔元件固定到直流电源的输出端，调节稳压电源电压至所需数值。
3. 将恒流源的输出端接入霍尔元件中，调节电流为所需数值。
4. 调节磁通量表与霍尔元件之间的距离，使其达到最佳感应距离。
5. 打开磁场控制开关，测量相应的电势差与电流值，计算出霍尔系数。
实验结果：
根据实验数据计算出的霍尔系数为2.36×10^-14m^3/C。
证明了实验的可靠性以及相关的计算方法的正确性。
实验结论：
霍尔效应是一种非常实用的物理现象，能够在很多方面应用到实际生活中。
通过本次实验的学习，我们掌握了基本的霍尔效应的原理和相关实验方法，可以更深入地理解和应用相关知识。
同时，我们还了解到了霍尔效应在电子工艺、能源技术和环境监测等领域的广泛应用前景，这也为我们未来的学习和研究提供了更加深入的思路和拓展空间。
【大学物理实验】霍尔效应与应用讲义
【⼤学物理实验】霍尔效应与应⽤讲义霍尔效应与应⽤1879年，年仅24岁的霍尔在导师罗兰教授的⽀持下，设计了⼀个根据运动载流⼦在外磁场中的偏转来确定在导体或半导体中占主导地位的载流⼦类型的实验，霍尔的发现在当时震动了科学界，这种效应被称为霍尔效应。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流⼦浓度、载流⼦迁移率等主要参数。
通过测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系，还可以求出半导体材科的杂质电离能和材料的禁带宽度。
如今常规霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要⼿段，利⽤该效应制成的霍尔器件已⼴泛⽤于⾮电量的电测量、⾃动控制和信息处理等各个研究领域。
该实验要求学⽣了解霍尔效应的基本原理、霍尔元件的基本结构，测试霍尔元件特性的⽅法，并对测量结果给出正确分析和结论。
⿎励学⽣运⽤霍尔效应的基本原理和霍尔元件的特性，设计⼀些测量磁场，或各种⾮磁性和⾮电性物理量的测量的实验⽅案，例如：磁场分布、位置、位移、⾓度、⾓速度等。
让学⽣更好的运⽤霍尔效应来解决⼀些实际问题。
⼀、预备问题1．霍尔效应在基础研究和应⽤研究⽅⾯有什么价值？2．如何利⽤实验室提供的仪器测量半导体材料的霍尔系数？3．怎样判断霍尔元件载流⼦的类型，计算载流⼦的浓度和迁移速率？4．伴随霍尔效应有那些副效应？如何消除？5．如何利⽤霍尔效应和元件测量磁场？6．如何利⽤霍尔元件进⾏⾮电磁的物理量的测量？7．若磁场的法线不恰好与霍尔元件⽚的法线⼀致，对测量结果会有何影响？如何⽤实验的⽅法判断B与元件法线是否⼀致？8．能否⽤霍尔元件⽚测量交变磁场？⼆、引⾔霍尔效应发现⼀百多年来，在基础和应⽤研究范围不断扩展壮⼤，反常霍尔效应、整数霍尔效应、分数霍尔效应、⾃旋霍尔效应和轨道霍尔效应等相继被发现，并构成了⼀个庞⼤的霍尔效应家族。
1985年克利青、多尔达和派波尔因发现整数量⼦霍尔效应，荣获诺贝尔奖；1998年诺贝尔物学理奖授予苏克林、施特默和崔琦，以表彰他们发现了分数量⼦霍尔效应。
霍尔效应及其应用实验报告
霍尔效应及其应用实验报告一、实验名称：霍尔效应原理及其应用二、实验目的：1、了解霍尔效应产生原理；2、测量霍尔元件的H s V I -、H m V I -曲线，了解霍尔电压H V 与霍尔元件工作电流s I 、直螺线管的励磁电流mI 间的关系；3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度B 及分布；4、学习用对称交换测量法（异号法）消除负效应产生的系统误差。
三、仪器用具：YX-04型霍尔效应实验仪（仪器资产编号）四、实验原理：1、霍尔效应现象及物理解释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B f 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于电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。
对于图１所示。
半导体样品，若在ｘ方向通以电流sI ，在ｚ方向加磁场B ，则在ｙ方向即样品Ａ、Ａ′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场HE ，电场的指向取决于样品的导电类型。
显然，当载流子所受的横向电场力E B f f <时电荷不断聚积，电场不断加强，直到E Bf f =样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样品Ａ、Ａ′间形成了稳定的电势差（霍尔电压）HV 。
设HE 为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度；样品的宽度为b ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则有：，则有：s I nevbd = （（1－1） 因为E H f eE =，B f evB =，又根据E Bf f =，则，则1s s H H HI B I B V E b R ne d d =×=×= （（1－2）其中1/()H R ne =称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
只要测出HV 、B以及知道sI 和d ，可按下式计算3(/)H R m c ：H Hs V d RI B =（（1－3）B I U K SHH/= （（1—4） H K 为霍尔元件灵敏度。
霍尔效应原理及其应用实验报告
霍尔效应原理及其应用实验报告霍尔效应是指在导电材料中，当有电流通过时，垂直于电流方向的磁场会产生一种电压差，这种现象被称为霍尔效应。
霍尔效应的发现者是美国物理学家爱德温·霍尔，他在1879年首次观察到了这一现象。
霍尔效应在现代科技中有着广泛的应用，尤其在传感器、电子设备和测量仪器中起着重要作用。
霍尔效应的原理非常简单，当导电材料中有电流通过时，电子会受到磁场的作用而产生偏转，这会导致材料的一侧产生正电荷，另一侧产生负电荷，从而形成电压差。
这个电压差被称为霍尔电压，它与电流、磁场强度和材料本身的特性有关。
为了更直观地理解霍尔效应，我们进行了一系列的实验。
首先，我们准备了一块导电材料，如硅片或镁锂铝合金片。
然后我们在材料上施加一定大小的电流，并在材料的一侧放置一块磁铁，产生垂直于电流方向的磁场。
接下来，我们使用电压表测量材料两侧的电压差，通过改变电流大小和磁场强度，我们记录了一系列数据，并进行了分析。
实验结果表明，霍尔电压与电流成正比，与磁场强度成正比，与材料本身的特性有关。
我们还发现，当改变磁场方向时，霍尔电压的极性也会发生变化。
这些实验结果验证了霍尔效应的基本原理，也为我们进一步应用霍尔效应提供了重要的参考。
在实际应用中，霍尔效应被广泛用于传感器和测量仪器中。
例如，霍尔传感器可以用来检测电流、磁场和位置，它具有灵敏度高、响应速度快、耐用等优点，因此在汽车、电子设备、工业自动化等领域得到了广泛应用。
另外，霍尔元件还可以用于制造霍尔开关、霍尔电流计等设备，为工程技术提供了重要支持。
总之，霍尔效应是一种重要的物理现象，它不仅有着深刻的理论意义，还有着广泛的应用前景。
通过实验我们对霍尔效应有了更深入的了解，相信在未来的科研和工程实践中，霍尔效应会发挥越来越重要的作用。
霍尔效应及其应用实验报告
霍尔效应及其应⽤实验报告学⽣物理实验报告实验名称霍尔效应及其应⽤学院专业班级报告⼈学号同组⼈学号理论课任课教师实验课指导教师实验⽇期报告⽇期实验成绩批改⽇期（3）确定试样的导电类型，载流⼦浓度以及迁移率实验仪器1．TH－H型霍尔效应实验仪，主要由规格为>3.00kGS/A电磁铁、N型半导体硅单晶切薄⽚式样、样品架、I S和I M换向开关、V H和Vσ（即V AC）测量选择开关组成。
2．TH－H型霍尔效应测试仪，主要由样品⼯作电流源、励磁电流源和直流数字毫伏表组成。
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的聚积，从⽽形成附加的横向电场，即霍尔电场。
对于图（1）（a）所⽰的N型半导体试样，若在X⽅向的电极D、E上通以电流Is，在Z⽅向加磁场B，试样中载流⼦（电⼦）将受洛仑兹⼒：（1）（a）（b）图(1) 霍尔效应⽰意图则在Y⽅向即试样A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷⽽产⽣相应的附加电场---霍尔电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对N型试样，霍尔电场逆Y⽅向，P型试样则沿Y⽅向，其⼀般关系可表⽰为显然，该霍尔电场是阻⽌载流⼦继续向侧⾯偏移，当载流⼦所受的横向电场⼒eE H 与洛伦兹⼒F E相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，此时有F E=eE H（2）其中E H为霍尔电场强度，是载流⼦在电流⽅向上的平均漂移速率。
设试样的宽度为b，厚度为d，载流⼦浓度为n，则（3）由（2）、（3）两式可得（4）在产⽣霍尔效应的同时，因伴随着多种副效应，以致实验测得的A、A′两电极之间的电压并Bvge=FbdvneIs=dBIbV SH HSHRdBI1E===ned（9）来表⽰霍尔元件的灵敏度，K H 称为霍尔元件灵敏度。
单位为mV/（mA ·T ）或mV/（mA ·kGs ）（10）电导率σ的测量，σ可以通过图2-21所⽰的A 、C 间的距离为l ，样品的横截⾯积为S=bd ，流经样品的电流为Is ，在零磁场下，若测得A 、C （A ′、C ′）间的电位差为V σ（V ac ）,可由下式求得σσ=Isl/V σS实验步骤按图（2）连接测试仪和实验仪之间相应的Is 、V H 和I M 各组连线，Is 及I M 换向开关投向上⽅，表明Is 及I M 均为正值（即Is 沿X ⽅向，B 沿Z ⽅向），反之为负值。
霍尔效应及其应用实验报告
课程名称：大学物理实验（二）实验名称：霍尔效应及其应用
图3.3 霍尔器件输出特性测量仪器实物图
仪器操作注意事项
1、测试仪开关机前将I S和I M旋钮逆时针转到底，防止输出电流过大；
2、I S和I M接线不可颠倒，以防烧坏霍尔片；
3、式样应置于螺旋线圈/铁芯气隙内磁场均匀处（即尽量处于中心）。
4、电压表调零
，测试仪功能选择置于“V H”，然后调节I M=0.5A,d=0.5mm
K，单位为千高斯/安(KGs/A)
表5.1 V H—I S曲线图
表5.2测绘曲线V H—I M数据记录表
/mV V2/mV V3/mV V4/mV V
Is-B，+Is-B，-Is+B，-Is
-4.52 4.53-4.80
-6.07 6.11-6.36
-7.637.64-7.92
-9.199.20-9.47
-10.7510.76-11.03
-12.3112.32-12.60
图5.2V H—I M曲线图
测量螺线管轴线上磁场分布
图5.3螺线管轴线上磁场分布
I S曲线的数据处理如下
=0.500A，K=3.94(KGS/A)
V H1=V1−V2+V3−V4
4=2.64−(−2.54)+2.55−(−2.63)
4
=2.59(mV)
5.1；
B=KI M=0.394×0.5=0.197(T)。
霍尔效应及其应用实验报告
霍尔效应及其应用实验报告摘要：霍尔效应是指当电流通过垂直于电场和磁场的导体时，会产生一种垂直于电流流向和磁场方向的电势差，这种现象称为霍尔效应。
本实验通过测量霍尔电势差和电流的关系，验证了霍尔效应的存在，并研究了其在磁通密度和电流变化下的性质。
最后，通过实验结果的分析，探讨了霍尔效应在实际应用中的潜力。
关键词：霍尔效应、霍尔电势差、磁通密度、导体、应用引言：霍尔效应是19世纪中叶由美国物理学家爱德华·霍尔首先发现的一种电磁现象。
霍尔效应不仅可以用于测量磁场的强度，还可以用于测量导体材料的电导率和载流子浓度。
因此，它在电子学领域有着广泛的应用。
实验目的：1.验证霍尔效应的存在。
2.研究霍尔电势差和电流的关系。
3.了解霍尔效应在磁通密度和电流变化下的性质。
4.探讨霍尔效应在实际应用中的潜力。
实验仪器和材料：1.霍尔效应实验装置（包括霍尔探头、恒流电源、磁铁等）。
2.电流表和电压表。
3.导线、电池等。
实验原理和步骤：1.实验原理：当电流通过垂直于电场和磁场的导体时，会产生一种垂直于电流流向和磁场方向的电势差，这种现象称为霍尔效应。
霍尔电势差与电流和磁通密度成正比。
2.实验步骤：(1)将霍尔探头连接到实验装置上，并调节磁铁的位置，使得磁场垂直于电流和导线。
(2)打开电源，设定一定的电流强度，并测量电压和电流的值。
(3)调整磁铁的位置，记录不同磁通密度下的电压和电流值。
(4)分析实验结果，得出霍尔电势差与电流和磁通密度的关系。
实验结果与分析：1.实验数据记录表：（略）2.实验结果分析：通过实验数据的分析，可以得出霍尔电势差与电流和磁通密度成正比的关系。
并且，在一定范围内，电流越大，霍尔电势差越大。
当磁通密度增加时，霍尔电势差也会随之增加。
实验结论：1.实验验证了霍尔效应的存在，证明了电流通过垂直于电场和磁场的导体时会产生霍尔电势差的现象。
2.实验结果表明，霍尔电势差与电流和磁通密度成正比。
3.霍尔效应具有测量磁场强度、导体电导率和载流子浓度等应用价值。
霍尔效应及应用实验报告
霍尔效应及应用实验报告霍尔效应及应用实验报告引言：霍尔效应是一种在导体中产生电势差的现象，它是由美国物理学家爱德华·霍尔于1879年首次发现并描述的。
霍尔效应在现代电子学和材料科学中具有广泛的应用，例如传感器、电流测量和电子设备等领域。
本实验旨在通过测量霍尔效应的电压和磁场强度之间的关系，验证霍尔效应的存在，并探究其在实际应用中的潜力。
实验设备和方法：实验所需的设备包括霍尔效应实验装置、恒流电源、磁场调节器和数字万用表。
首先，将霍尔效应实验装置连接至恒流电源，通过调节电流大小来控制导体中的电子流量。
然后，使用磁场调节器改变磁场的强度，并使用数字万用表测量霍尔效应产生的电压。
实验结果和分析：在实验过程中，我们分别测量了不同电流和磁场强度下的霍尔效应电压。
结果显示，随着电流的增加，霍尔效应电压也随之增加。
这是因为电流通过导体时，会受到洛伦兹力的作用，使电子在导体中发生偏移，从而产生电势差。
此外，我们还观察到磁场强度增加时，霍尔效应电压也随之增加。
这是因为磁场的存在会进一步影响电子的运动轨迹，增加电子流的偏移程度，从而增大霍尔效应电压的大小。
基于实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 霍尔效应是一种由电流通过导体时，在垂直于电流方向和磁场方向的平面上产生电势差的现象。
2. 霍尔效应的电压与电流和磁场强度呈正相关关系，即电压随着电流和磁场强度的增加而增加。
3. 霍尔效应可以用于测量电流和磁场强度，因此在传感器和测量仪器中有着广泛的应用。
实验的局限性和改进方向：在本实验中，我们只考虑了电流和磁场强度对霍尔效应电压的影响，而未考虑其他因素的影响。
例如，温度和材料的特性可能会对霍尔效应产生一定的影响。
因此，未来的实验可以进一步探究这些因素对霍尔效应的影响，并提出相应的改进措施。
实际应用：霍尔效应在现代科技中有着广泛的应用。
其中之一是在汽车工业中的应用。
例如，霍尔效应传感器可以用于测量车辆的转速和位置，从而实现精确的控制和监测。
大学物理霍尔效应及其应用
大学物理霍尔效应及其应用1、若磁场B的方向不与霍尔元件表面垂直，对实验结果有何影响？测得霍尔电压会减小，因为霍尔电压与垂直霍尔元件的磁感应强度分量成正比，若磁场方向不垂直于霍尔元件，会使所加有效磁场为预设磁场的垂直分量，从而使结果较实际值偏小。
2、霍尔元件的工作电流是否可以用交流电？此时的霍尔电压会怎样变化？不可以，霍尔电压的正负与工作电流的流向有关，交流电电流方向不停改变，会导致霍尔电压时正时负，无法测量。
3、本实验中怎样消除负效应的影响？还有什么实验中采用类似方法去消除系统误差？通过对称测量法消除，改变工作电流和磁场的方向记录相应正负四组组合所产生的霍尔电压，对其按公式求代数平均值从而可以消除大部分负效应，在旋光仪和分光计实验中记录角度时左右两次读数求平均来消除仪器的偏心误差。
【实验原理及公式】810H H s V dR I B=⨯ 【实验内容及步骤】1．正确连接电路，经老师检验正确后方可进行试验。
2．测绘H s V I -曲线：0.600A M I =I s （mA ） V 1（mV ）V 2（mV ）V 3（mV ）V 4（mV ）V H （mV ）++s B I ， +s B I -， s B I -，-+s B I ，-1.00 1.503．测绘H M V I -曲线： 3.00mA s I =4．测V AC （即V σ）：取 2.00mA s I =，B =0（I M 断开），测得：V σ= mV5．已知：d =0.5mm ，b =4mm ，l =3mm ，B= KGS/A= GS/A （从仪器上读出）【数据处理】（要求写出计算过程） 1．810H H s V dR I B=⨯= = cm 3/C 样品的导电类型为： 型 2．1H n R e== = cm -3 =s I lV bdσσ= = S/m =H R μσ= = T -1。
霍尔效应的研究与应用实验报告
霍尔效应的研究与应用实验报告一、实验目的1. 了解霍尔效应的基本原理和特性；2. 掌握霍尔元件的使用方法；3. 学习如何进行霍尔效应的实验测量；4. 理解霍尔效应在电子技术中的应用。
二、实验原理1. 霍尔效应当一个电流通过一个导体时，会在导体内产生一个磁场。
如果将这个导体放置在另一个磁场中，那么这个磁场会对导体内的电荷运动产生影响，使得电荷在导体中出现偏移。
这种现象就是霍尔效应。
2. 霍尔元件为了利用霍尔效应进行测量，需要使用一种叫做霍尔元件的器件。
它通常由一块半导体材料制成，上面有三个引线：两个用于通电，另一个则是输出引脚。
当通过器件中的电流时，在垂直于器件表面方向上会产生一个横向磁场，从而使得载流子发生偏移。
3. 实验测量为了进行实验测量，需要将霍尔元件放置在磁场中，并通过元件通入一定大小的电流。
此时可以测量出输出端口处产生的电压，从而计算出霍尔系数和磁场强度等参数。
三、实验步骤1. 准备工作将实验仪器准备好，包括霍尔元件、磁铁、万用表等。
2. 实验测量将霍尔元件放置在磁场中，并通过元件通入一定大小的电流。
此时可以测量出输出端口处产生的电压，并记录下来。
重复多次实验，以得到更加准确的结果。
3. 数据处理根据实验测量结果，可以计算出霍尔系数和磁场强度等参数。
同时需要进行数据分析，以确定实验结果的可靠性和准确性。
四、实验结果与分析通过实验测量，我们得到了霍尔元件在不同磁场下的输出电压值，并计算出了相应的霍尔系数和磁场强度等参数。
同时我们还进行了数据分析，以确定实验结果的可靠性和准确性。
根据实验结果与分析，我们可以得出以下结论：1. 霍尔效应是一种非常重要的物理现象，在电子技术中有着广泛应用；2. 霍尔元件是利用霍尔效应进行测量的重要器件之一；3. 实验测量结果的准确性和可靠性取决于实验仪器和实验操作的精度，需要进行严谨的数据处理和分析。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了霍尔效应的基本原理和特性，掌握了霍尔元件的使用方法，学习了如何进行霍尔效应的实验测量，并理解了霍尔效应在电子技术中的应用。
实验三 霍尔效应及其应用_大学物理实验_[共4页]
![实验三 霍尔效应及其应用_大学物理实验_[共4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/3047836a960590c69fc37644.png)
39 迅速、仔细地投入内筒，同时记录下水的初温1T 及该时刻时间1t ，填入表3-4中。
表3-4水的初温T 1及该时刻时间t 1 T 1 1t④ 从初温1T 对应的时刻1t 开始，到系统末温2T 对应的时刻2t 为止，在此期间内，每隔一定时间记录下系统的温度，填入表3-5中。
表3-5系统温度 1TT T T T 2T 1t t t t t 2t⑤ 称量出熔解后冰水混合物、内筒及搅拌器的总质量。
⑥ 计算冰的熔解热L 。
【注意事项】① 放入冰块及搅拌时应注意避免将水溅出，取温度计时也应注意尽量避免带出水滴。
② 用电子天平称量质量时，应注意不要将水接触电源插座。
【思考题】① 水的初温选择得过高或者过低会有什么后果？② 系统的最终温度T 2由什么因素决定？③ 为什么不能在实验过程中打开量热器的盖子去看冰是否熔解完后再盖上盖子？实验三 霍尔效应及其应用【实验目的】① 了解霍尔效应实验原理及有关霍尔器件的相关知识。
② 学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的H S V I -和H M V I -曲线。
③ 确定试样的导电类型、载流子浓度及迁移率。
【仪器和用具】TH-H 型霍尔效应实验组合仪。
【实验原理】置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这个现象被称为霍尔效应。
如今，霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广阔的应用前景。
了解这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。
1．霍尔效应法测磁场的原理图3-4 霍尔效应原理图。
大物实验报告霍尔效应【霍尔效应及其应用】
大物实验报告霍尔效应【霍尔效应及其应用】霍尔效应是1879 年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
阐述了霍尔效应的原理，霍尔元件的特点和分类以及在各个领域中的应用。
霍尔效应霍尔元件应用一、霍尔效应原理霍尔效应是1879 年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
霍尔效应是载流试样在与之垂直的磁场中由于载流子受洛仑兹力作用发生偏转而在垂直于电流和磁场方向的试样的两个端面上出现等量异号电荷而产生横向电势差UH的现象。
电势差UH称为霍尔电压，EH称为霍尔电场强度。
此时的载流子既受到洛伦兹力作用又受到与洛伦兹力方向相反的霍尔电场力作用，当载流子所受的洛伦兹力与霍尔电场力相等时，霍尔电压保持相对稳定。
二、霍尔元件的特点和分类1.霍尔元件的特点。
霍尔元件的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀，调试方便等。
霍尔元件和永久磁体都能在很宽的温度范围（-40 C〜1 50 C）、很强的振动冲击条件下工作，且磁场不受一般介质的阻隔。
另外它的变换器组件能够和相关的信号处理电路集成到同一片硅片上，体积小，成本低，且具有较好的抗电磁干扰性能。
2.霍尔元件的分类。
按照霍尔元件的结构可分为：一维霍尔元件、二维霍尔元件和三维霍尔元件。
一维霍尔元件又被称为单轴霍尔元件，它的主要参数是灵敏度、工作温度和频率响应。
运用此类器件时，就可将与适当的小磁钢一起运动的物体的位置、位移、速度、角度等信息以电信号的形式传感出来，达到了自动测量与控制的目的。
二维霍尔元件的结构是二维平面，也被称为平面霍尔元件；三维霍尔元件通常被称为非平面霍尔元件。
霍尔元件按功能可分为：线形元件、开关、锁存器和专用传感器。
三、霍尔效应的应用人们在利用霍尔效应原理开发的各种霍尔元件已广泛应用于精密测磁、自动化控制、通信、计算机、航天航空等工业部门及国防领域。
霍尔效应及应用实验数据
霍尔效应及应用实验数据霍尔效应是指当有导电材料（如金属、半导体等）中通过电流时，如果垂直于电流方向施加一个磁场，就会在导体上产生横向的电势差，这种现象就是霍尔效应。
之所以会出现霍尔效应，是因为载流子在磁场下受到洛伦兹力的作用，导致横向电势差的产生。
在霍尔效应中，电势差（Hall voltage）与电流方向、磁场强度以及材料的特性都有关系。
根据霍尔效应的不同类型，可以分为正常霍尔效应和反常霍尔效应两种情况。
正常霍尔效应是指当导体中的电流方向与外加磁场垂直时，电势差的方向与电流方向垂直，且呈现线性关系。
正常霍尔系数RH是描述该现象的物理量，它与载流子类型、密度、电荷量以及材料的性质有关。
反常霍尔效应是指当导体中电流方向与外加磁场平行时，电势差不再与电流方向垂直，而是与之平行。
反常霍尔效应通常出现在低温下、高磁场强度以及特殊材料中，与电子的自旋极化、轨道耦合等有关。
霍尔效应有很多实际应用，其中最常见的是霍尔传感器。
霍尔传感器是一种利用霍尔效应来检测磁场的仪器，广泛应用于电机控制、磁记录、磁导航等领域。
通过测量霍尔电势差可以确定磁场的强度和方向，进而实现对磁场的控制和检测。
另外，霍尔效应也可以应用于测量电流的传感器。
当电流通过导体时，根据霍尔效应产生的电势差可以推导出电流的大小。
这种基于霍尔效应的电流传感器具有响应速度快、精度高、抗干扰能力强等特点，被广泛应用于电力系统、电动汽车等领域。
除了传感器应用外，霍尔效应还可以用于研究材料的性质和物理现象。
测量材料在不同磁场下的霍尔电势差可以获取载流子的运动方式和性质，进而研究材料的输运行为、自旋极化等重要物理现象。
在实验中，通常会通过在导体上施加电流、外加磁场并测量产生的电势差来验证和研究霍尔效应。
实验数据包括电流大小、磁场强度、电势差的测量结果以及相关的计算和分析。
综上所述，霍尔效应是一种导体在磁场中产生横向电势差的现象。
它具有广泛的应用价值，包括传感器、电流测量、材料研究等领域。
霍尔效应及应用的实验步骤
霍尔效应及应用的实验步骤霍尔效应是指当电流通过一个垂直于磁场的导体时，导体中会产生一种垂直于电流和磁场的电势差。
该效应在很多领域中都有重要的应用，例如传感器、测量仪器和电子设备等。
以下是霍尔效应的实验步骤及其应用范围的详细解释。
一、霍尔效应的实验步骤：1. 准备材料和仪器：霍尔元件、磁铁、直流电源、电阻箱、电压表和导线等。
2. 组装：将霍尔元件固定在一个平整的基座上，并将磁铁放置在霍尔元件的旁边，使其磁场垂直于霍尔元件。
连接电压表和直流电源以及电阻箱到霍尔元件上。
3. 设置实验参数：调整电流大小和方向，选择合适的电压范围。
根据实验要求，选择不同的磁场强度。
4. 测量电压：通过调整不同的电流强度和磁场强度，测量霍尔元件产生的电压。
确保实验的精度和准确性。
5. 记录和分析数据：记录电流、电压和磁场的数值，并进行数据分析。
绘制图表和曲线，以便进行相应的数据处理和分析。
6. 验证霍尔效应：通过数值计算或其他方法验证测得的电压与理论值的一致性。
根据实验结果，可以得出霍尔效应的相关实验参数。
7. 总结和归纳：根据实验结果总结和归纳霍尔效应的主要特点和规律，以及它的应用范围和潜在的局限性。
二、霍尔效应的应用范围及实验结果的分析：1. 电压测量和电流测量：霍尔效应可以用于测量电压和电流。
通过将霍尔元件与待测电路相连，并根据霍尔元件产生的电势差来测量电压和电流的大小。
实验结果的分析主要基于测得的电压值。
2. 传感器应用：霍尔效应传感器可以用于测量磁场的强度和方向。
通过将霍尔元件与一个磁场相连，当磁场改变时，霍尔元件中产生的电压也会随之改变。
利用这一特性，可以制备各种类型的传感器，如磁力计、罗盘和速度传感器等。
3. 电动机控制：霍尔效应可以用于电动机的控制和调节。
通过在电动机中加入霍尔元件，当电动机旋转时，霍尔元件所感知到的磁场方向也会发生变化，从而可以用来确定电动机的位置和转速。
这样可以实现对电动机的精确控制和监测。
17-实验十七 霍尔效应及其应用
L
b
B
d
Uσ
B=0
I U
SL σS
式中，S =bd
Байду номын сангаас
磁感应强度B
实验仪器
霍尔片位置调节
霍尔片
给霍尔片 提供电流
霍尔片 UH、Uσ输出
给圆线圈提 供电流 给各开
2个圆线圈，通 关供电 电后产生磁场
输 出
给霍尔片 提供电流
霍尔片 UH、Uσ测量
给圆线圈提 供电流
注意事项
霍尔片性脆易碎、电极易断，严禁用手去触摸，以免损 坏！
就一定的霍尔器件而言，其厚度是一定的，所以实用
上常采用KH=RH/d来表示器件的灵敏度，简称霍尔灵敏度。 显然，KH可通过式KH=UH/ISB来测量，单位一般用mV/(mA T)。
RH和KH的比较
RH是霍尔系数，由材料决定，是反映材料霍尔效应强弱 的重要参数。KH是霍尔灵敏度，除和材料有关外，还和霍尔 器件的厚度有关。两者关系：KH=RH/d。
原理简介
置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直， 则在垂直于电流和磁场方向的两个端面之间会产生一附加 的电压UH，这一现象就是霍尔效应。
实验目的
测绘试样的UH-IS和UH-IM曲线（即研究UH和I、B的关系）。 测量试样的霍尔灵敏度KH、电导率σ。 利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。
实验原理
霍尔电压UH 霍尔电压从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛
伦兹力作用而引起的偏转所产生的。
此面失去部分电子 带正电
UH
B
d
此面得到部分电子带
负电
霍尔系数
（反映材料霍尔效应强 弱的重要参数。）
霍尔灵敏度KH
霍尔效应及其应用
霍尔效应及其应用霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。
1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机构时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。
后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。
随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到实用和发展，现在广泛用于非电量检测、电动控制、电磁测量和计算装置方面。
电流体中的霍尔效应也是目前在研究中的“磁流体发电”的理论基础。
近年来，霍尔效应实验不断有新发现。
1980年原西德物理学家冯·克利青（K.Von Klitzing ）研究二维电子气系统的输运特性，在低温和强磁场下发现了量子霍尔效应，这是凝聚态物理领域最重要的发现之一。
目前对量子霍尔效应正在进行深入研究，并取得了重要应用，例如用于确定电阻的自然基准，可以极为精确地测量光谱精细结构常数等。
了解这一具有实用性的实验，对日后的工作将很有益处。
一、实验目的（1）了解霍尔效应实验原理以及产生的条件。
（2）学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样HV-S I 和HV-M I 曲线。
（3）掌握用霍尔效应测磁场的原理及方法。
二、实验仪器ZKY-HS 霍尔效应实验仪，ZKY-HC 霍尔效应测试仪 三、实验原理1、霍尔效应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。
如图3-41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s I （称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N 型半导体材料），它沿着与电流s I 相反的X 负向运动。
由于洛伦兹力L f 的作用，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。
实验3.15 霍尔效应及应用
3.15 霍尔效应及应用【实验简介】将金属或半导体薄片置于磁场中，若在垂直于磁场方向上通以电流，则在垂直于磁场和电流方向上产生电场，这种效应是1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔研究载流导体在磁场中受力时发现了这种电磁现象，因此称为霍尔效应。
霍尔效应不仅存在于金属导体中，同时也存在于半导体和导电流体（如等离子体）中，且半导体的霍尔效应比金属强得多。
霍尔效应在科学实验和工程技术中有着广泛的应用，利用霍尔效应可以测定半导体材料中载流子浓度、迁移率等重要参数，也可以判断半导体材料的导电类型，是研究半导体材料的重要手段；根据霍尔效应制成的传感器已广泛应用于非电量的电测量（磁场、位移、转速等的测量）、自动控制和信息处理等方面；在电流体中的霍尔效应也是目前研究中的“磁流体发电”的理论基础；此外，利用霍尔效应还可以制成磁读头、磁罗盘和单向传递信息的隔离器。
近年来，霍尔效应得到了重要发展，1980年原西德物理学家冯.克利青（K.Von Kliting）在极低温度和极强磁场下发现了量子霍尔效应，目前对量子霍尔效应正在进行深入研究，可以预期霍尔效应的应用范围将会进一步拓展。
【实验目的】1．了解霍尔效应，学习利用霍尔效应测量磁场B的原理和方法。
2．学习用“对称变换测量法”消除伴随霍尔效应产生的副效应。
【预习思考题】1．什么是霍尔效应？如何利用霍尔效应测量磁场？测量时应注意些什么？2．伴随着霍尔效应会产生一些其它副效应，使得测出的霍尔片两端电压并非真正的霍尔电压，为了消除其它效应的影响，实验中如何测量霍尔电压？【实验仪器】ZKY-HS霍尔效应实验仪和测试仪、测量导【实验原理】1．霍尔效应的产生机理及磁场的测量霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁图3.15.1场中受到洛仑兹力作用而引起的。
将霍尔元件垂直置于磁场中，如图3.15.1所示，若在'AA 方向上通以电流S I (称为工作电流)，霍尔元件内定向移动的载流子（以空穴为例）将受到垂直于工作电流和磁场方向的洛伦磁力作用而向D 侧偏转，并使D 侧形成正电荷积累，而相对于'D 侧形成负电荷积累，结果在'DD 方向上形成电场。
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实验4.5 霍尔效应与应用设计1879年，年仅24岁的霍尔在导师罗兰教授的支持下，设计了一个根据运动载流子在外磁场中的偏转来确定在导体或半导体中占主导地位的载流子类型的实验，霍尔的发现在当时震动了科学界，这种效应被称为霍尔效应。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
通过测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系，还可以求出半导体材科的杂质电离能和材料的禁带宽度。
如今常规霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等各个研究领域。
该实验要求学生了解霍尔效应的基本原理、霍尔元件的基本结构，测试霍尔元件特性的方法，并对测量结果给出正确分析和结论。
鼓励学生运用霍尔效应的基本原理和霍尔元件的特性，设计一些测量磁场，或各种非磁性和非电性物理量的测量的实验方案，例如：磁场分布、位置、位移、角度、角速度等。
让学生更好的运用霍尔效应来解决一些实际问题。
一、预备问题1．霍尔效应在基础研究和应用研究方面有什么价值？2．如何利用实验室提供的仪器测量半导体材料的霍尔系数？3．怎样判断霍尔元件载流子的类型，计算载流子的浓度和迁移速率？4．伴随霍尔效应有那些副效应？如何消除？5．如何利用霍尔效应和元件测量磁场？6．如何利用霍尔元件进行非电磁的物理量的测量？7．若磁场的法线不恰好与霍尔元件片的法线一致，对测量结果会有何影响？如何用实验的方法判断B与元件法线是否一致？8．能否用霍尔元件片测量交变磁场？二、引言霍尔效应发现一百多年来，在基础和应用研究范围不断扩展壮大，反常霍尔效应、整数霍尔效应、分数霍尔效应、自旋霍尔效应和轨道霍尔效应等相继被发现，并构成了一个庞大的霍尔效应家族。
1985年克利青、多尔达和派波尔因发现整数量子霍尔效应，荣获诺贝尔奖；1998年诺贝尔物学理奖授予苏克林、施特默和崔琦，以表彰他们发现了分数量子霍尔效应。
自旋霍尔效应是目前凝聚态领域中一个相当热门的研究方向。
（反映霍尔效应家族中最新研究进展的论文和资料详见配套光盘）。
用霍尔效应制备的各种传感器件，已广泛应用于工业自动化技术、检测技术和信息处理等各个方面，霍尔器件作为一种磁传感器。
不仅可以用来直接检测磁场及其变化，还可用人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它进行各种非磁性和电性物理量的测量，例如：力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制（详见配套光盘中各种霍尔传感器和应用案例分析）。
霍尔元件或各种霍尔传感器的工作基础是霍尔效应。
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的聚积，从而形成附加的横向电场E H。
对于图1所示的半导体试样，若在X方向通以电流Is，在Z方向加磁场B，则在Y方向即试样A，A′两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场（可参阅配套光盘中动画演示）。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对图4.5－1（a ）所示的N 型试样，霍尔电场E H 朝下，图4.5－1（b ）所示的P 型试样E H 朝上。
显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力H e eE f =与洛仑兹力evB f m =相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有B e eE H =（4.5－1）其中E H 称为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
设试样的宽度为b ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则bd ne I S v =（4.5－2）由 （4.5－1）、（4.5－2）两式可得：dB I R d BI ne b E V S H S H H =⋅=⋅=1 （4.5－3）即霍尔电压V H （点A 与A ′之间的电压）与Is ·B 乘积成正比与试样厚度d 成反比。
比例系数neR H 1=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V H （伏）以及知道I （安）、B （高斯）和d （厘米）可按下式计算R H （厘米3/库仑）810⨯⋅⋅=BI dV R S H H （4.5－4）上式中的108是由于磁场强度B 用电磁单位（高斯）而其它各量均采用C 、G 、S 实用单位而引入。
根据上述可知，要得到大的霍尔电压，关键是要选择霍尔系数大（即迁移率高，电阻率ρ亦较高）的材料。
因μρ=H R ，就金属导体而言，μ和ρ均很低，而不良导体ρ虽高，但μ极小；因而上述两种材料的霍尔系数都很小不能用来制造霍尔器件。
半导体μ高，ρ适中，是制造霍尔元件较理想的材料。
由于电子的迁移率比空穴迁移率大，所以霍尔元件多采用N 型材料，其次霍尔电压的大小与材料的厚度成反比，因此薄膜型的霍尔器件的输出电压较片状要高得多（霍尔器件的参数和特性参阅配套光盘）。
在测量霍尔电压时，要注意其他附加电势差对测量结果的影响，例如：由于霍尔电极位置不在同一等势面而引起的电势差V o ，它的符号随电流方向而变，与磁场无关；另外还有几个副效应引起的附加误差（详见配套光盘）。
由于这些电势差的符号与磁场、电流方向有关，因此在测量时改变磁场、电流方向就可以减少和消除这些附加误差，故取（+B 、+I ）、（+B 、-I ）、（-B 、+I ）、（-B 、-I）四种条图4.5－1. 霍尔效应原理示意图，a ）为N 型（电子） b ）为P 型（孔穴）件下进行测量，将测到的V H 取绝对值平均，作为测量结果。
根据霍尔系数R H 可进一步确定以下参数。
1、 由R H 的符号（或霍尔电压的正负）判断样品的导电类型（详见配套光盘）。
2、 由R H 求载流子浓度n即H 1|R |en =（4.5－5）3、结合电导率的测量，求载流子的迁移率μ。
电导率σ与载流子浓度n 以及迁移率μ之间有如下关系μ=σne （4.5－6）即σ=μ|R |H ，测出σ值即可求μ。
电导率σ可以通过图4.5－1.所示的A 、C 电极进行测量，设A 、C 之间的距离为L ，样品的横截面积为S=b ·d ，流经样品的电流为I S ，在零磁场下，若测得A 、C 间的电位差为V AC ，可由下式求得σ。
SV L I AC S ⋅=σ（4.5－7）4、若已知霍尔片的R H 后，反过来又可以利用霍尔片来测量螺线管的磁场。
其关系式是： 810⨯⋅⋅=HS H R I dV B由于霍尔片在磁场中的霍尔电压中存在着不等势电压降V o ，且V o 的符号只与电流I S 的方向有关，与磁场B 的方向无关，因此在测试时，只须改变I S 的方向来测得V H ，并进行算术平均，即2'0V V V V V H H H -+-=，再代入（4.5-8）式中进行计算。
三、仪器设备实验仪器由测试平台和测试仪两部分组成（详见仪器说明书和光盘中仪器使用和维修）。
1. 测试平台：含霍耳样品和样品架；电磁铁（含励磁电流线圈）；三个双刀双掷开关分别控制霍尔元件的工作电路、测量电路和励磁电路。
2．测试仪：由励磁恒流源I M ，样品工作恒流源I S ，数字电流表，数字毫伏表等单元组成。
测试面板上由三对红、黑接线柱，分别对应电流或电压的正、负极。
四、实验程序1. 熟悉仪器：先将测试面板上“I S 输出”、 “V H 输入”和“I M 输出”三对接线柱分别与实验台上的三对相应的接线柱对应连接。
1）（4.5－8）图4.5－2 霍尔效应测试平台I S为通过霍尔片的工作电流，当“测量选择”置“I S”，调节“I S”旋纽，则右数显窗显示“I S输出”的电流值。
2）V H、Vσ分别为霍尔电压V H（即V AA′）和电导电压Vσ（即V AC），当开关打到V H 左上方数显窗显示V H的测量值，开关打到Vσ该窗口显示Vσ的测量值。
3）I M为励磁电流，当“测量选择”置“I M”，则右数显窗显示“I M输出”的电流值。
注意：切不可将I M电流接到样品电流上去，否则有可能烧坏样品！2.测试仪开机前将I S、I M调节旋钮逆时针方向旋到底，使I M、I S输出为0.000。
3.打开测试仪机箱后的电源开关，预热数分钟，可进行实验。
4.“I S调节”和“I M调节”两旋钮分别用来控制样品工作电流和励磁电流大小，其电流值随旋钮顺时针方向转动而增加，调节精度分别为10μA和1mA，I M和I S读数可通过“测量选择”按键开关来实现。
5.保持I M不变（可取I M=0.45A），测绘V H－I S曲线（I S取1.00，1.50，……4.50mA）。
表4.5-1. VＨ－IＳ关系6.保持I S不变（取I S=4.5mA），测绘V H－I M曲线（I M取0.100，0.150，……，0.450A），表格设计参阅表4.5-1。
V）。
7.在零磁场下（即I M=0），取I S=0.1mA，多次测量V AC（即σ8.关机前,将“I M调节”、“I S调节”旋钮逆时针旋到底,此时右数显窗读数为“0.000”,切断电源。
五、结果分析1、根据物理量的相互关系和测量数据的规律，绘制规范的数据表格和特征曲线(V H－I S曲线和V H－I M曲线)。
2、用回归法给出V H－I S曲线和V H－I M曲线斜率和它的不确定度。
3、由测量数据求霍尔系数R H、载流子浓度n、电导率σ和载流子的迁移率μ。
六、拓展问题（选做）1．自行设计一个实验方案，用霍尔元件判断任意通电线圈产生的磁场方向，测量其空间磁场分布。
2．用实验室的现有设备和器材设计一个测量位移的简单装置，并对测量结果进行数据拟合，给出经验公式。
3．提出一种利用霍尔效应测定非电磁学量的设计方案。
附录在测量霍尔电势差V H时，伴随出现几个副效应，其中有：1．爱廷豪森效应 由于霍尔元件内部载流子的速度有快有慢，它们在洛仑兹力和霍尔电场力的作用下发生偏转，载流子的动能将转化为热能，使y 方向上两侧的温升不同，产生温度差。
这一温差在两电极间引起温差电动势： IBV E∝，V E 的正、负、大小与I 、B 的大小和方向有关，这一效应称为爱廷豪森效应。
2．能斯脱效应 由于两个电流电极与霍尔元件的接触电阻不同，通电后发热程度不同，引起两极间的温差电动势，此电动势所产生的温差电流在磁场的作用下将发生偏转，结果在y 方向上产生附加电势差：QB V N∝， 这一效应称为能斯脱效应。
式中Q 是能斯脱系数。
V N 的正、负只与磁感应强度B 的方向有关，而与电流I 的方向无关。
3．里纪——勒杜克效应 由于热扩散电流的载流子迁移率不同，类似爱廷豪森效应中载流子速度不同一样，也将形成一个横向的温度差，此温差又在y 方向上产生附加温差电动势：SB V R∝ ，式中S 是里纪——勒杜克系数。