大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)電子教案模板

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大 學(xué) 物 理 實(shí) 驗(yàn) 教 案實(shí)驗(yàn)題目 霍耳效應(yīng)法測(cè)量磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)3教師冷雪松教學(xué)目的1、熟悉和掌握霍爾磁場(chǎng)測(cè)試儀器和霍爾效應(yīng)裝置的使用方法 2、了解霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的原理3、學(xué)習(xí)和掌握了用霍爾效應(yīng)的方法測(cè)量磁場(chǎng)4、學(xué)習(xí)霍爾效應(yīng)研究半導(dǎo)體材料的性能的方法以及消除副效應(yīng)影響的方法重 點(diǎn)消除副效應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響難 點(diǎn)霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理怎樣消除影響測(cè)量準(zhǔn)確性的附加效應(yīng)教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)課前的準(zhǔn)備：儀器設(shè)備的檢查，注意要校準(zhǔn)砝碼。實(shí)驗(yàn)的預(yù)做（采集三組以上數(shù)據(jù)進(jìn)行處理）。作出數(shù)據(jù)表格設(shè)計(jì)的參考。課上教學(xué)的設(shè)計(jì)：一、課上的常規(guī)檢查 （預(yù)習(xí)報(bào)告、數(shù)據(jù)表格的設(shè)計(jì)等）。 (5

2、 分鐘) 二、講解的設(shè)計(jì) (30分鐘)1、引言德國(guó)物理學(xué)家霍爾（E.H.Hall）1879年研究載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，任何導(dǎo)體通以電流時(shí)，若存在垂直于電流方向的磁場(chǎng)，則導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生與電流和磁場(chǎng)方向都垂直的電場(chǎng)，這一現(xiàn)象稱(chēng)為霍爾效應(yīng)，它是一種磁電效應(yīng)(磁能轉(zhuǎn)換為電能)。二十世紀(jì)五十年代以來(lái)，由于半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，先后制成了多種有顯著霍爾效應(yīng)的材料，這一效應(yīng)的應(yīng)用研究也隨之發(fā)展起來(lái)?，F(xiàn)在，霍爾效應(yīng)已在測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在測(cè)量技術(shù)中，典型的應(yīng)用是測(cè)量磁場(chǎng)。測(cè)量磁場(chǎng)方法不少，但其中以霍爾效應(yīng)為機(jī)理的測(cè)磁方法因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、測(cè)量速度快等優(yōu)點(diǎn)而有

3、著廣泛的應(yīng)用，本實(shí)驗(yàn)就是采用這種方法。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)了解霍爾效應(yīng)的物理原理，掌握用磁電傳感器霍爾元件測(cè)量磁場(chǎng)的基本方法，學(xué)習(xí)用異號(hào)法消除不等位電壓產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。2、提出本實(shí)驗(yàn)的目的與任務(wù)，講授為完成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)原則實(shí)驗(yàn)原理霍爾效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖磁力的作用后發(fā)生偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，當(dāng)霍爾電場(chǎng)力與洛侖磁力平衡時(shí)，霍爾片中載流子不在遷移，這樣就在霍爾片的上下兩個(gè)平面間形成了恒定的電位差霍爾電位差UH，實(shí)驗(yàn)測(cè)定系數(shù)RH=1/ne稱(chēng)為霍爾系數(shù)，是反映材料霍爾效應(yīng)強(qiáng)弱的重要參數(shù)，載流子濃度n越小,則RH越大，UH也越大，所以只有當(dāng)半導(dǎo)體(n比金屬的小得多)出現(xiàn)以后，霍爾效應(yīng)的應(yīng)用才得以發(fā)

4、展。對(duì)于特定的霍爾元件，其厚度d確定，定義霍爾靈敏度KH=RH /d，KH與霍爾片的材料性質(zhì)、幾何尺寸有關(guān)，對(duì)于一定的霍爾片，其為常數(shù)。這樣上式是霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)的基本理論依據(jù)，只要已知KH，用儀器測(cè)出I及UH，則可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B。3、實(shí)驗(yàn)的拓展：(由本實(shí)驗(yàn)的完成深化和延伸所學(xué)的知識(shí)，啟發(fā)學(xué)生利用現(xiàn)有的設(shè)備拓展出新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。)1）、測(cè)量霍爾元件的不等位電勢(shì)差2）、測(cè)量霍爾片的特性曲線4.數(shù)據(jù)的測(cè)量與處理 要求用做圖法處理數(shù)據(jù).5介紹主要儀器設(shè)備與使用6強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中要注意的問(wèn)題1）、霍爾片又薄又脆，切勿用手摸。2）、霍爾片允許通過(guò)電流很小，切勿與勵(lì)磁電流接錯(cuò)！3）、

5、電磁鐵通電時(shí)間不要過(guò)長(zhǎng)，以防電磁鐵線圈過(guò)熱影響測(cè)量結(jié)果。三、學(xué)生的實(shí)驗(yàn)開(kāi)始 (100分鐘)四、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)前30分鐘不解答問(wèn)題,給學(xué)生自己理解消化的時(shí)間,30分鐘后邊指導(dǎo)邊提出一些問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生解答.重點(diǎn)輔導(dǎo):五、檢查實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,簽字六、實(shí)驗(yàn)小結(jié) （實(shí)驗(yàn)結(jié)束前的10分鐘）1、驗(yàn)中有哪些影響測(cè)量準(zhǔn)確度的因素？2、用作圖法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，是如何利用多次測(cè)量來(lái)減小測(cè)量不確定度的？3、拓展題目完成的意義。時(shí)間的掌握：留由5分鐘機(jī)動(dòng)的時(shí)間。講作圖法課后思考題1分析本實(shí)驗(yàn)主要誤差來(lái)源，計(jì)算磁場(chǎng)B的合成不確定度。2以簡(jiǎn)圖示意，用霍爾效應(yīng)法判斷霍爾片上磁場(chǎng)方向。3如何測(cè)量交變磁場(chǎng)，寫(xiě)出主要步驟。參考文獻(xiàn)1.大學(xué)

6、物理實(shí)驗(yàn)， 李學(xué)慧、高峰等編， 高等教育出版社，出版時(shí)間 2005年6月2.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)， 高峰等 編， 東北大學(xué)出版社，出版時(shí)間 1994年3月板書(shū)內(nèi)容霍耳效應(yīng)法測(cè)量磁場(chǎng)的題目，在黑板的中央。第一板實(shí)驗(yàn)的目的1、熟悉和掌握霍爾磁場(chǎng)測(cè)試儀器和霍爾效應(yīng)裝置的使用方法 2、了解霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的原理3、學(xué)習(xí)和掌握了用霍爾效應(yīng)的方法測(cè)量磁場(chǎng)4、學(xué)習(xí)霍爾效應(yīng)研究半導(dǎo)體材料的性能的方法以及消除副效應(yīng)影響的方法重點(diǎn)與難點(diǎn)霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理2、消除影響測(cè)量準(zhǔn)確性的附加效應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理（將原理部分與原理圖分成兩塊）1.原理部分（左側(cè)）霍爾效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛侖磁力的作用后發(fā)生偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，當(dāng)霍爾電場(chǎng)力與

7、洛侖磁力平衡時(shí)，霍爾片中載流子不在遷移，這樣就在霍爾片的上下兩個(gè)平面間形成了恒定的電位差霍爾電位差UH，實(shí)驗(yàn)測(cè)定系數(shù)RH=1/ne稱(chēng)為霍爾系數(shù)，是反映材料霍爾效應(yīng)強(qiáng)弱的重要參數(shù)，載流子濃度n越小,則RH越大，UH也越大，所以只有當(dāng)半導(dǎo)體(n比金屬的小得多)出現(xiàn)以后，霍爾效應(yīng)的應(yīng)用才得以發(fā)展。對(duì)于特定的霍爾元件，其厚度d確定，定義霍爾靈敏度KH=RH /d，KH與霍爾片的材料性質(zhì)、幾何尺寸有關(guān)，對(duì)于一定的霍爾片，其為常數(shù)。這樣上式是霍爾效應(yīng)測(cè)磁場(chǎng)的基本理論依據(jù)，只要已知KH，用儀器測(cè)出I及UH，則可求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B。實(shí)驗(yàn)的原理圖2.實(shí)驗(yàn)的過(guò)程設(shè)計(jì)（1）擬好實(shí)驗(yàn)步驟。（2）根據(jù)儀器設(shè)備的使用方法，確定各物理量的測(cè)量方法。3實(shí)驗(yàn)的拓展1）、測(cè)量霍爾元件的不等位電勢(shì)差2）、測(cè)量霍爾片的特性曲線4表格：略5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求：1.數(shù)據(jù)