厚度为h,宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感强度为B的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔
厚度为 h ,宽度为 d 的导体板放在垂直于它的磁感强度为 B 的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面 A 和下侧面 A′ 之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应,实验表明,当磁场不太强时,电势差 U 、电流 I 和 B 的关系为 U = K · IB / d ,式中的比例系数 K 称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧出现多余的正电荷,从而形成横向电场.横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力,当静电力与洛仑兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.设电流 I 是电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为 v ,电量为 e ,由静电力和洛仑兹力平衡的条件,证明霍尔系数为 K = 1/ ne ,其中 n 代表导体板单位体积中电子的个数.
解析:
电子受到横向的静电力F与洛仑兹力f相平衡eU/h=Bev ① 通过导线的电流I=q/t=n(s·VΔt)e/Δt=nSve=nhdve ② 已知公式U=KIB/d ③ 由①②③得k=1/ne。
提示:
电磁场的综合题目。
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