一块N型半导体薄片（电子导电）称霍尔元件，其横载面为矩形，体积为b×c×d，如图所示．已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e，将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z

Question

一块N型半导体薄片（电子导电）称霍尔元件，其横载面为矩形，体积为b×c×d，如图所示．已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e，将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴方向，并通有沿x轴方向的电流I．

（1）此元件的C、C′两个侧面中，___面电势高．
（2）在磁感应强度一定时，CC′两个侧面的电势差与其中的电流关系是___（填成正比或成反比）．
（3）磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器．其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通以电流I，用毫伏表测量C、C′间的电压U，就可测得B．若已知其霍尔系数为：k=(1)/(ned)=10V/A•T，测得U=0.6mV，I=3mA．该元件所在处的磁感应强度B的大小是：___．

Answer 1

（1）电流沿x轴正方向，知电子流动的方向沿x轴负方向，根据左手定则，知电子向C侧面偏转，所以C侧面得到电子带负电，C′侧面失去电子带正电．故C'面电势较高．
（2）当电子受力平衡时有：e(U)/(b)=evB．得U=vBb．
电流的微观表达式I=nevS=nevbd．所以v=(I)/(nebd)．
U=(I)/(nebd)×Bb=(B)/(ned)I．
知两个侧面的电势差与其中的电流成正比．
（3）U_CC′=(B)/(ned)I，
则B=(nedUCC′)/(I)=(UCC′)/(KI)=(0.6)/(10×3)T=0.02T
故该元件所在处的磁感应强度B的大小为0.02T
故答案为：C′；成正比；0.02T．