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    利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器.广泛应用于测量和自动控制等领域. 如图1.将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中.在薄片的两个侧面a.b间通以电流I时.另外两侧c.f间产生电势差.这一现象称为霍尔效应.其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累.于是c.f间建立起电场EH.同时产生霍尔电势差UH.当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时.EH和UH达到稳定值.UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式UH＝RH.其中比例系数RH称为堆尔系数.仅与材料性质有关. (1)设半导体薄片的宽度(c.f间距)为l.请写出UH和EH的关系式;若半导体材料是电子导电的.请判断图1中c.f哪端的电势高; (2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n.电子的电荷量为e.请导出霍尔系数RH的表达式.(通过横截面积S的电流I＝nevS.其中v是导电电子定向移动的平均速率); (3)图2是霍尔测速仪的示意图.将非磁性圆盘固定在转轴上.圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体.相邻永磁体的极性相反.霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近.当圆盘匀速转动时.霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图3所示. a.若在时间t内.霍尔元件输出的脉冲数目为P.请导出圆盘转速N的表达式. b.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程.除此之外.请你展开“智慧的翅膀 .提出另一个实例或设想. 解析:(1)Un= c端电势高 (2)由 得 当电场力与洛伦磁力相等时 eEh=evB 得 Eh=evB ③ 又 I=nevS ④ 将③.④带入② 得 (3)a.由于在时间t内.霍尔元件输出的脉冲数目为P.则 P=mNt 圆盘转速为 N=P/mt b.提出的实例或设想爱合理即可 【查看更多】

     

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