用霍尔效应测量螺线管轴向磁感应.ppt

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1、用霍尔效应测量螺线管轴向磁感应强度分布物理实验教学中心物理实验教学中心 1111号楼号楼号楼号楼 2015 2015室室室室实验目的实验目的n理解霍尔效应产生的机理理解霍尔效应产生的机理n学习霍尔效应的副效应消除方法，掌握学习霍尔效应的副效应消除方法，掌握正确测量霍尔电压的方法正确测量霍尔电压的方法n掌握用霍尔效应测量磁场的原理和方法掌握用霍尔效应测量磁场的原理和方法霍尔效应霍尔效应 当法线方向上加有磁场的金属薄板或半导当法线方向上加有磁场的金属薄板或半导体有电流通过时，在薄板的两侧会产生电体有电流通过时，在薄板的两侧会产生电势差势差。这一现象称为霍尔效应。这一现象称为霍尔效应。IsIsd d

2、IsIs1 13 32 24 4b bU UH HBxyzo霍尔效应测磁场原理霍尔效应测磁场原理n为载流子浓度 霍尔系数霍尔器件的灵敏度 UH-+bBd34IsIsqFmFev实验装置标尺标尺实际上尺的刻度是-115cm,实验当中允许的测量范围是014cm.X1X2-101234010010-101234主尺1底座主尺2副尺1副尺2副效应及其消除方法副效应及其消除方法 副效应：n不等位电势差 U0n温差效应引起的附加电势差Ue(5%UH)n热磁效应引起的附加电势差UMn热磁效应产生的温差引起的附加电势差URL 消除方法：对称法（Is和B换向）实验内容实验内容n测绘测绘UH-Is 曲线曲线(IM

3、，霍尔器件置于螺线霍尔器件置于螺线管中心点管中心点(X1,X2=0.00)n测绘测绘UH-IM 曲线曲线(Is，霍尔器件置于螺线霍尔器件置于螺线管中心点管中心点)，用图解法求，用图解法求KHn测绘长直螺线管轴线上磁感应强度的分测绘长直螺线管轴线上磁感应强度的分布布(IM=0.800A，Is）注意事项注意事项打开测试仪前应将打开测试仪前应将IS、IM调节旋钮逆时针旋至调节旋钮逆时针旋至最小；最小；测绘测绘UH-Is 曲线、曲线、UH-IM 曲线时曲线时将霍尔器件置将霍尔器件置于螺线管的中心处；于螺线管的中心处；对称法测量时注意双刀双掷开关的方向；对称法测量时注意双刀双掷开关的方向；横向记录数据；

4、横向记录数据；开关在使用时应按紧，避免电路接触不好；开关在使用时应按紧，避免电路接触不好；关闭仪器前应将关闭仪器前应将IS、IM调节逆时针旋至最小，调节逆时针旋至最小，然后再关机。然后再关机。数据处理：数据处理：最小二乘法最小二乘法n测量值：存在直线数据处理数据处理有限有限长长螺螺线线管中心管中心处处磁感磁感应应强强度：度：在本实验中在本实验中L，D，所以，所以 作图作图n对每一坐标轴，要标明物理量对每一坐标轴，要标明物理量的名称、数量级及单位符号的名称、数量级及单位符号n坐标的分度应能反映物理量有坐标的分度应能反映物理量有效数字位数效数字位数n数据点要用端正的数据点要用端正的“”或或“”等符号表示等符号表示n求斜率时所取点应靠近直线的求斜率时所取点应靠近直线的两端，选取横坐标为整数两端，选取横坐标为整数思考题思考题n测量磁感应强度测量磁感应强度B时，如果时，如果B的方向不在霍尔的方向不在霍尔片的法线方向上，对测量结果有何影响？片的法线方向上，对测量结果有何影响？n举例说明一种获得匀强磁场的方法。举例说明一种获得匀强磁场的方法。n如何用霍尔器件测地磁场。如何用霍尔器件测地磁场。n用霍尔器件设计汽车里程计。用霍尔器件设计汽车里程计。n如何测量半导体材料的载流子浓度、电导率、如何测量半导体材料的载流子浓度、电导率、迁移率，判别半导体材料的导电类型迁移率，判别半导体材料的导电类型。