2022-2023学年高二物理竞赛课件：霍耳效应

霍耳效应 霍耳效应 厚度b,宽为a的导电薄片，沿x轴通有电流强度I，当在y轴方向加以匀强磁场B时，在导电薄片两侧 产生一电位差 ，这一现象称为霍耳效应 RH---霍耳系数 霍耳效应原理 带电粒子在磁场中运动受到洛仑兹力 q>0 + + + + + + + + + + + + 此时载流子将作匀速直线运动，同时 两侧停止电荷的继续堆积，从而在 两侧建立一个稳定的电势差 霍耳效应的应用 2、根据霍耳系数的大小的测定， 可以确定载流子的浓度 n型半导体载流子为电子 p型半导体载流子为带正电的空穴 1、确定半导体的类型 霍耳效应已在测量技术、电子技术、计算技术等各个领域中得到越来越普遍的应用。 例2、 半导体的大小a×b×c=0.3×0.5×0.8cm3 , 电流I=1mA(方向沿x轴), 磁场B=3000Gs(方向沿z轴)，如图所示；测得A、B两面的电势差uA-uB=5mv, 问: (1)这是P型还是N型半导体？(2)载流子浓度n=? 解 (1) 由A面比B面电势高，判定这是N型半导体。 (2)由公式 代入I=10-3A, B=0.3T, b=0.3×10-2m, VH=5×10-3v, 得： n=1.25×1020个/m3。 I a b c x y z B A B *五、磁流体发电 在导电流体中同样会产生霍耳效应 导电气体 发电通道 电极 磁流体发电原理图 使高温等离子体（导电流体）以1000ms-1的高速进入发电通道（发电通道上下两面有磁极），由于洛仑兹力作用，结果在发电通道两侧的电极上产生电势差。不断提供高温高速的等离子体，便能在电极上连续输出电能。 安培力的微观本质 在如图所示的电流元中 其上的总粒子数为 与电流元 反向 讨 论 图示为相互垂直的两个电流元 它们之间的相互作用力是否大小相等,方向相反? 电流元 所受作用力 电流元 所受作用力  × 取电流元 受力大小 方向 积分 结论 方向 2、均匀磁场中载流直导线所受安培力 例1、均匀磁场中任意形状导线所受的作用力 受力大小 方向如图所示 建坐标系取分量 积分 取电流元 解： 推论 在均匀磁场中任意形状闭合载流线圈受合力为零 练习 如图 求半圆导线所受安培力 方向竖直向上 $