高二物理競賽霍爾效應(yīng) 課件

霍爾效應(yīng)解釋：在金屬導(dǎo)體中通有電流時(shí)，電荷在均勻磁場B中受洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在前后兩側(cè)表面分別聚積正、負(fù)電荷。隨著電荷的積累，在前后表面間出現(xiàn)了霍耳電場EHI++++

+

+-----當(dāng)電力與磁力平衡時(shí)，電子又恢復(fù)原來水平方向的漂移速度，而電流又重新恢復(fù)為恒定電流。I++++

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+-----霍耳電壓霍耳系數(shù)I+++

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+-----霍耳電壓霍耳系數(shù)若載流子為負(fù)電荷I++++---P型半導(dǎo)體+-◆

霍耳效應(yīng)的應(yīng)用(2)測量磁場霍耳電壓(1)判斷半導(dǎo)體的類型+++---

N型半導(dǎo)體-I+-思考：如圖所示，請(qǐng)判斷載流子是電子還是空穴？ABUAB◆量子霍爾效應(yīng)（1980年）霍耳電阻◆

有限長載流導(dǎo)線所受的安培力

安培定律

注：式中B

為各個(gè)電流元所在處的“當(dāng)?shù)谺”。大小：方向：右手螺旋法則二.

載流直導(dǎo)線在均勻磁場中受到的安培力

在磁感強(qiáng)度為B的均勻磁場中，有一段長為L的載流直導(dǎo)線，電流的強(qiáng)度為I(1)平行時(shí)，，故F=0，直導(dǎo)線不受安培力作用(2)垂直時(shí)，

，故

F=I

BL，直導(dǎo)線受到最大安培力的作用電源S磁體對(duì)電流的作用現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)線中通入電流時(shí)，導(dǎo)線會(huì)被排開或吸入。N◆

載流導(dǎo)線在磁場中的擺動(dòng)注意：洛倫茲力方程際上是安培定律的微分形式。對(duì)載流導(dǎo)體在磁場中所受的力，從微觀上看，是導(dǎo)體中作定向運(yùn)動(dòng)的電子受磁場力作用的結(jié)果。dN=nSdlI=qnvS注：dN

是電流元dl

中參與導(dǎo)電的運(yùn)動(dòng)電荷總數(shù)。SqlBl例7-5-1

由安培力公式：注：B

是均勻場，故可提到積分符號(hào)外面討論：若

l=0，則

F=0，即在均勻磁場中的閉合載流回路整體上不受安培力作用。力的方向垂直于紙面向外力的大?。築lFB例7-5-2

圓柱形磁鐵的N極，具軸對(duì)稱性導(dǎo)線環(huán)上任一電流元受的磁力為dF=Idl

×B觀察：將磁場B分解為水平和豎直兩個(gè)分量Bh

和Bz。注：電流元總是垂直于當(dāng)?shù)谺NzIBBhBz水平放置一個(gè)導(dǎo)線環(huán)，I

順時(shí)針流動(dòng)IBzBh對(duì)于導(dǎo)線環(huán)而言，在z

方向，Bz

是一個(gè)均勻的磁場，由上例可知，均勻磁場中的閉合載流回路整體上不受磁力，故不考慮該分量對(duì)導(dǎo)