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1、用霍耳元件测磁场实验目的：1 1 了解产生霍耳效应的物理过程。2 2 了解电位差计的工作原理，掌握其使用方法。3 3 学习用霍耳元件测量通电螺线管内部的磁场。实验仪器：HLZ-2 型螺线管磁场仪，直流电流差计，直流安培表，直流毫安表，直流稳压电源，电阻箱，滑线式变阻器等。实验原理图 1 霍耳效应原理图如图 1 所示，将一块 n 型半导体薄片放在垂直与它的磁场中，在薄片的四个侧面AA,及DD,分别引出两对导线，当沿AA,方向通过电流I时，薄片内定向移动的电子将受到洛伦磁力Bf的作用而发生偏转，从而在DD,两侧聚集而形成电场。当电子受到的洛伦磁力Bf和电场力Ef相等时，电荷的积累达到动态平衡，在D
2、D,之间形成的电场称为霍耳电场，相应的电势差为霍耳电压，其大小由IBKVHH给出。其中endKH1叫霍耳灵敏度，由半导体薄片的本身性质决定（由实验室给出） ，如果将霍耳元件放入待测磁场中，测量出HV和I，可由IKVBHH 求出B。 在实际测量种，由于引线焊点不能准确对称地焊在霍耳元件两侧等其它因素，使得DD,两侧产生了除HV以外的其它电压，称为负效应，它与电流和磁 场的方向有关，实验中通过改变I和B的方向，分别测出DD,两端的电压4321,VVVV，由)(414321VVVVVH计算出HV，即可消除负效应。实验内容：图 2 测量电路 1.按图 2 正确连接电路，并校准电位差计。2.将21,SS
3、掷向 a 方，此时规定为IB ,。3.调节1R使mAI00.10，调节2R使AIm00. 1，分别测出下表中各点4321,VVVV之值。 4.计算出各点HV和B之值，填入下表中。5.将中点B值与理论值中理B=)(1047TILNm比较，求出相对误差中理BBE 。注意事项：1稳压电源的电压表读数表示实际输出电压，不存在量程问题。2本实验装置所用螺线管的长度 L 有 28.00cm 和 29.00cm 两种，均在面板上标出，并由此可确定螺线管中点的位置。3.实验时励磁电流 Im=1.00A,霍耳元件的工作电流 I=10.00mA,切勿颠倒。4.测量霍耳电压时，直流电位差计的波段开关至“0”档。具体使用方法参见实验 12。5.完成实验后，将电位差计的开关至中央（关闭）位置。并关闭稳压电源。
