一块N型半导体薄片（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

题型：苏州模拟难度：来源：

一块N型半导体薄片（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CC′两个侧面中，哪个面电势高？
（2）试证明在磁感应强度一定时，此元件的CC′两个侧面的电势差与其中的电流成正比
（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 _CC′，就可测得B．若已知其霍尔系数k=

1

ned

=10mV/mA•T．并测得U_CC′=0.6mV，I=3mA．试求该元件所在处的磁感应强度B的大小．

答案

（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

d

=evB．得U=vBd．电流的微观表达式I=nevS=nevbd．所以v=Inebd．U=

I

nebd

×Bd=

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．