大学物理实验教程 第二版 思考题答案 (李学金 著)----霍尔效应评分标准

“霍尔效应实验”评分标准

内容 评分标准及要求 分数 5分 10分 5分 10分 15分 15分 10分 5分 5分 10分 10分 A、实验名称与实验目的：学习使用霍尔器件测量磁场的方法; 预习报告B、实验原理、数据记录表格：简述用霍尔效应测磁场的原理；画出数据记录表格； （20分） C、实验步骤。 A、测定螺线管轴线上的磁场分布； 原始数据B、验证霍尔电压与工作电流IS的关系； （40分） C、验证霍尔电压与励磁电流IM的关系； A、正确计算螺线管轴线上的磁场，保留3位有效数字，画出正确的B(x)  x图； 实验报告B、处理数据，画出正确的VH IS图； （30分） C、处理数据，画出正确的VH IM图. D、实验心得体会 思考题及心得 1、若磁场与霍尔元件薄片不垂直，能否准确测出磁场？ 思 考 题 答：不能准确测出磁场，测出的只是磁场的一个分量. （10分） 2、霍尔效应有那些应用，请通过阅读相关资料列举其中一种. 答：广泛用于测量磁场（如高斯计）；还可以用于测量强电流、微小位移、压力、转速、半导体材料参数等；在自动控制中用于无刷直流电机或用作开关等. 数据处理 IS = 10 mA, IM = 0.500 A, VH = (|V1||V2||V3||V4|) / 4, B = 1000VH / (KH IS); KH = 2.74 mV/ (mA kGS) X1 (cm) -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 5.0 8.0 11.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 14.0 X2 (cm) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.0 6.0 9.0 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 X (cm) = X1+X2-14 V1 (mV) +IS, +B 0.38 0.62 1.07 1.51 1.79 1.91 1.97 2.04 2.08 2.09 2.09 2.09 2.08 2.04 1.97 1.91 1.79 1.51 1.07 0.62 0.38 V2 (mV) IS, +B 0.39 0.66 1.10 1. 1.83 1.93 1.99 2.07 2.10 2.10 2.11 2.10 2.10 2.07 1.99 1.93 1.83 1. 1.10 0.66 0.39

V3 (mV) IS, B 0.13 0.37 0.80 1.25 1.52 1.63 1.69 1.77 1.78 1.78 1.79 1.78 1.78 1.77 1.69 1.63 1.52 1.25 0.80 0.37 0.13 V4 (mV) +IS, B 0.15 0.39 0.83 1.27 1.55 1.66 1.72 1.77 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.77 1.72 1.66 1.55 1.27 0.83 0.39 0.15 VH (mV) 0.26 0.51 0.95 1.39 1.67 1.78 1.84 1.91 1.94 1.94 1.95 1.94 1.94 1.91 1.84 1.78 1.67 1.39 0.95 0.51 0.26 B (GS) (保留三位) 15.0 14.5 14.0 13.5 13.0 12.5 12.0 9.0 6.0 3.0 0.0 3.0 6.0 9.0 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 96 186 347 508 610 651 672 698 708 708 711 708 708 698 672 651 610 508 347 186 96

IM = 0.300 A IS = 3.00 mA

V1 ∕ mV + IS, +B 1.36 2.82 4.27 5.71 7.16 8.60 10.06 11.51 12.96 14.53 V2 ∕ mV - IS, +B 1.52 2.97 4.41 5.86 7.30 8.75 10.21 11.66 13.11 14.67 V3 ∕ mV - IS, -B 1.32 2.72 4.12 5.52 6.92 8.32 9.73 11.13 12. 13.95 V4 ∕ mV + IS, -B 1.47 2.87 4.27 5.67 7.07 8.47 9.88 11.29 12.69 14.10 VH (mV) 1.42 2.85 4.27 5.69 7.11 8. 9.97 11.40 12.83 14.31

V1 ∕ mV + IS, +B 1.46 2.84 4.26 5.69 7.11 8. 9.96 11.41 12.85 14.29 V2 ∕ mV - IS, +B 1.61 2.99 4.41 5.84 7.26 8.69 10.11 11.55 12.99 14.42 V3 ∕ mV - IS, -B 1.26 2.68 4.12 5.56 6.98 8.39 9.83 11.27 12.70 14.14 V4 ∕ mV + IS, -B 1.41 2.83 4.27 5.71 7.13 8. 9.98 11.42 12.85 14.27 VH (mV) 1.44 2.84 4.27 5.70 7.12 8. 9.97 11.41 12.85 14.28 IS (mA) 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 IM (A) .100 .200 .300 .400 .500 .600 .700 .800 .900 1.000 霍尔系数RH的计算：由上右表，取Is 3mA，IM 1A，VH 14.28mV，又k0.378T/A，B  kIM，d5×10m,

-4

VHdVHd0.014285104RH6.30103m3C1.

IsBkIsIM0.3780.0031