Question

半导体材料硅中掺砷后成为N型半导体，它的自由电子的浓度大大增加，导电能力也大大增加。一块N型半导体的样品的体积为a×b×c，A′、C、A、C′为其四个侧面，如图所示。已知半导体样品单位体积中的电子数为n，电阻率为ρ，电子的电荷量为e。将半导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿Z轴正方向，并沿x方向通有电流I。求：?

（1）在半导体A′A两个侧面的电压是多少？?

（2）半导体中的自由电子定向移动的平均速率是多少？?

（3）C、C′两个侧面哪个面电势较高？?

（4）若测得C、C′两面的电势差为U，匀强磁场的磁感应强度是多少？???

Answer 1

沿x方向的电阻R =，加在A、A′的电压为U₀ =IR =??

电流I是大量自由电子定向移动形成的，I = nvabe??

电子的定向移动的平均速率为。?

自由电子在磁场中受洛伦兹力后，向C′侧面方向偏转，因此C′侧面有多余的负电荷，C侧面有多余的正电荷，建立了沿y轴负方向匀强电场，C侧面的电势较高。自由电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有,磁感应强度。?

 

解析：(1)由电阻定率，沿x方向的电阻：?

???

加在A、A′的电压为：?

?U₀ =IR =??

(2)电流I是大量自由电子定向移动形成的?，?

则I = nvabe??

所以电子定向移动速率??

(3)自由电子在磁场中受洛伦兹力后，向C′侧面方向偏转，因此C′侧面有多余的负电荷，C侧面有多余的正电荷，建立了沿y轴负方向匀强电场，C侧面的电势较高。??

(4)自由电子受到的洛伦兹力与电场力平衡，有??

则磁感应强度