1、用霍爾效應(yīng)測量磁場【目的要求】了解霍爾效應(yīng)的基本原理學(xué)習(xí)用霍爾效應(yīng)測量磁場實驗原理】如圖1所示為一n型半導(dǎo)體材料制成的霍爾原件示意圖。f=q-H(f=q-H(2)EafE二fB圖1由式可得：U=vBa,而又有-二nqvs而又有-二nqvs，故可得：u1nqsIBa，s又s=ab得：U=IB=KIB（KH與半導(dǎo)體類型，載流子濃度，半導(dǎo)體厚度有關(guān)）HnqbsHsH根據(jù)上式，如果知道霍爾片的靈敏度Kh，只要測出UH和冬就可求出磁場。HHS【實驗器材】HTS型螺線管磁場測試儀，【實驗步驟】測量霍爾電流I與霍爾電壓U的關(guān)系，HH連接電路，讓勵磁電流1=0.5A，調(diào)節(jié)1從0mA10.0mA變化（每隔1mA

2、記錄一次MS數(shù)據(jù)），記錄U與I，并作出UI的圖像。HHHH測量勵磁電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系連接電路，將霍爾原件放在螺線管的中間位置，讓霍爾電流I=10.0mA，調(diào)節(jié)勵磁電S流從0A1A之間變化（每隔0.1A記錄一次數(shù)據(jù)），記錄U與I，并作出UI的HMHM圖像。測量通電螺線管磁場沿水平方向的分布令I(lǐng)=0.5A，I=10mA，調(diào)節(jié)支架旋鈕，使霍爾片從螺線管的一端慢慢往另一端移MS動，直到霍爾片出螺線管，依次測量磁場在水平方向的分布?！緮?shù)據(jù)處理】(實驗數(shù)據(jù)來自胡毓文)1.測量霍爾電流IS與霍爾電動勢UH的關(guān)系。其中IM=0.500A,K二2.71mV/(mA-kGs)SHMHI/mAS0.001.00

3、2.003.004.005.006.007.008.009.0010.00U/mVH+0.000.190.370.540.720.901.071.261.411.591.72U/mVH+-0.00-0.14-0.28-0.43-0.58-0.73-0.87-1.04-1.21-1.38-1.53U/mVH-+0.00-0.17-0.35-0.53-0.71-0.89-1.06-1.25-1.04-1.58-1.72U/mVH-0.000.150.290.440.590.740.891.051.201.391.54U/mVH0.000.160.320.480.650.820.971.151.30

4、1.481.63根據(jù)上表可畫出U-1圖像，如圖2所示。HH由圖線可知：在磁場一定的情況下，霍爾電壓與霍爾電流成正比?？伤愠觯盒甭蔏-B二0.1620H把K二2.71mV/(mA-kGs)代入上式H可得：此時的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5.99x10-3T2.測量勵磁電流I與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系。mI=10.00mA，K=2.71mV/(mA-kGs)SHI/AM0.0000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7000.8000.9001.000U/mVH+0.000.190.370.540.720.901.071.261.411.591.72U/mVH+-0.00-0.14-0.2

5、8-0.43-0.58-0.73-0.87-1.04-1.21-1.38-1.53U/mVH-+0.00-0.17-0.35-0.53-0.71-0.89-1.06-1.25-1.04-1.58-1.72U/mVH-0.000.150.290.440.590.740.891.051.201.391.54U/mVH0.000.160.320.480.650.820.971.151.301.481.63/x103TKIHS0.005.9411.817.724.030.335.842.448.054.660.1由圖像可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與勵磁電流成正比。3.測量通電螺線管內(nèi)部磁場分布。其中1炸0.5

6、00人，I二10.00mAK二2.71mV/(mA-kGs)由圖像可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與勵磁電流成正比。3.測量通電螺線管內(nèi)部磁場分布。MSHx/cm0.000.200.400.600.801.001.502.003.004.008.00U/mVH+0.630.831.031.061.281.381.491.591.601.621.64U/mVH+-0.68-0.87-1.07-1.29-1.34-1.44-1.54-1.61-1.63-1.67-1.64U/mVH-+-0.62-0.85-1.02-1.11-1.27-1.39-1.49-1.58-1.59-1.63-1.64U/mVH-0.

7、670.881.071.241.341.441.541.611.621.671.65U/mVH0.650.861.051.181.311.411.521.611.611.651.64B=h-/x1G3TKIHS2.403.173.874.354.835.205.615.945.946.096.05x/cm16.0024.0025.0026.0026.5027.0027.2027.4027.6027.8028.00U/mVH+1.661.671.631.631.591.521.431.341.191.050.80U/mVH+-1.64-1.61-1.59-1.57-1.48-1.38-1.28-

8、1.21-1.07-0.89-0.68U/mVH-+-1.66-1.66-1.63-1.62-1.59-1.51-1.41-1.34-1.17-1.02-0.79U/mVH-1.641.621.591.571.471.391.301.221.060.900.68U/mVH1.651.641.611.601.531.451.361.281.120.960.74/x10TKIHS6.096.055.945.905.655.355.024.724.133.542.73由圖可知，通電螺線管內(nèi)部磁場接近不變，而在進(jìn)和出螺線管出的磁場變化很快。誤差分析】存在熱磁效應(yīng)產(chǎn)生誤差?；魻柶灰欢芡耆芈菥€管的軸線運(yùn)動帶來一定的誤差，霍爾片不能完全與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直可引起誤差。說明】(1)要能用霍爾效應(yīng)判斷霍爾片屬于P型半導(dǎo)體材料還是n型半導(dǎo)體材料勵磁