Question

【題目】一種半導(dǎo)體材料稱為“霍爾材料”，用它制作的元件稱為“霍爾元件”，這種材料有可定向移動(dòng)的電荷，稱為“載流子”， 每個(gè)載流子的電荷量大小為1元電荷，即q=1．6×10-19 C．霍爾元件在自動(dòng)檢測(cè)、控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如錄像機(jī)中用來(lái)測(cè)量錄像磁鼓的轉(zhuǎn)速、電梯中用來(lái)檢測(cè)電梯門是否關(guān)閉以自動(dòng)控制升降電動(dòng)機(jī)的電源的通斷等．

在一次實(shí)驗(yàn)中，一塊霍爾材料制成的薄片寬ab=1．0×10-2 m、長(zhǎng)bc=L=4．0×10-2 m、厚h=1×10-3 m，水平放置在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2．0T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，bc方向通有I=3．0A的電流，如圖所示，沿寬度產(chǎn)生1．0×10-5 V的橫電壓．

（1）假定載流子是電子，a、b兩端中哪端電勢(shì)較高？

（2）薄板中形成電流I的載流子定向運(yùn)動(dòng)的速率是多少？

Answer 1

【答案】（1）a（2）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)左手定則知電子向bc端偏轉(zhuǎn)，則ad端帶正電，所以a端電勢(shì)高．

（2）當(dāng)導(dǎo)體內(nèi)由于載流子有沿電流方向所在的直線定向分運(yùn)動(dòng)時(shí)，受洛倫茲力作用而產(chǎn)生橫向分運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生橫向電場(chǎng)，橫向電場(chǎng)的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，導(dǎo)體橫向電壓穩(wěn)定，設(shè)載流子沿電流方向所在直線定向移動(dòng)的速率為v，橫向電壓為Uab，橫向電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電場(chǎng)力

磁場(chǎng)力FB=evB

平衡時(shí)Ee=evB

得．