Question

3．霍爾效應是電磁基本現象之一，近期我國科學家在該領域的實驗研究上取得了突破性進展．如圖甲所示，在一矩形半導體薄片的E、F間通入電流I，同時外加與薄片垂直的磁場B，在C、D間出現電壓U_CD，這個現象稱為霍爾效應，U_CD稱為霍爾電壓，且滿足U_CD=k$\frac{IB}hzbjvd3$，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數，某同學通過實驗來測定該半導體薄片的霍爾系數．

（1）若該半導體材料是空穴（可視為帶正電粒子）導電，電流與磁場方向如圖所示，該同學用電壓表測量U_CD時，應將電壓表的“+”接線柱與C（填“C”或“D”）端通過導線相連．
（2）已知薄片厚度d=0.40mm，該同學保持磁感應強度B=0.10T不變，改變電流I的大小，測量相應的U_CD值，記錄數據，描點作圖，畫出U_CD-I圖線，如圖乙所示，利用圖線求出該材料的霍爾系數為1.3×10^-3V•m•A^-1•T^-1（保留2位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）根據左手定則判斷出正電荷所受洛倫茲力的方向，從而確定出偏轉的方向，得出電勢的高低．
（2）根據表格中的數據作出U_H-I圖線，根據圖線的斜率，結合表達式求出霍爾系數．

解答 解：（1）根據左手定則得，正電荷向C端偏轉，所以應將電壓表的“+”接線柱與C端通過導線相連
（2）U_CD-I圖線如圖所示．
根據U_CD=k$\frac{IB}hsl5ild$知，圖線的斜率為$\frac{kB}4ebf1v2$=$\frac{7-1}{18×1{0}^{-3}}×1{0}^{-3}$=0.333，
解得霍爾系數k=1.3×10^-3V•m•A^-1•T^-1．
故答案為：（1）C； （2）1.3．

點評 考查左手定則的內容，注意分清粒子的正負極性，同時解決本題的關鍵知道霍爾效應的原理，并能靈活運用．掌握圖象的應用．