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1、霍尔效应测磁场实验报告介绍如图所示，探杆固定在二维（X,Y方向）调节支架上。其中Y方向调节支架通过旋钮Y调节探杆中心轴线与螺线管内孔轴线位置，应使之重合。X方向调节支架通过旋钮X1,X2来调节探杆的轴向位置,其位置可通过标尺读出。图片已关闭显示，点此查看2.测试仪1.“Is输出”：霍尔器件工作电流源，输出电流0～10mA，通过“Is调节”旋钮调节。2.“IM输出”：螺线管励磁电流源，输出电流0～1A，通过“IM调节”旋钮调节。上述俩组恒流源读数可通过“测量选择”按键共用一只数字电流表“IS(mA).IM(A)“
2、显14图片已关闭显示，点此查看示，按键测IM，放键测IS。3.直流数字电压表“VH.VO(mV)”，供测量霍尔电压用。实验步骤1.按图接好电路，K1、K2、K3都断开，注意Is和Im不可接反,将Is和Im调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输入电流趋于最小状态。2.转动霍尔器件探杆支架的旋钮X1或X2，慢慢将霍尔器件移到螺线管的中心位置(X1=14cm,X2=0)(注：以相距螺线管两端口等远的中心位置为坐标原点，则探头离中心的距离为X=14-X1-X2)K3,调节Im=0.800A并在测试过程终保持不变,弹出“测量选
3、择”按钮，依次按表1调节Is,测出相应的V1,V2,V3,V4,绘制VH-Is曲线。3.调节Is=8.00mA并在测试过程终保持不变,按下“测量选择”按钮，依次按表2调节Im测出相应的V1,V2,V3,V4,绘制VH-Im曲线(注：改变Im时要快，每测好一组数据断开闸刀开关K3后再记录数据,避免螺线管发热)。4.调节Is=8.00mA，Im=0.800A，X1=0,X2=0依次按表3调节X1,X2测出相应的V1,V2,V3,V4,记录KH和n,绘制B-X曲线,验证螺线管端口的磁感应强度为中心位置的1/2(注：调
4、节探头位置时应将闸刀开关K1，K3断开).5.将将Is和Im调到最小，断开三个闸刀开关，关闭电源拆线收拾仪器。图片已关闭显示，点此查看实验数据记录与处理示例1.表1Im=0.800A图片已关闭显示，点此查看2.表2Is=8.00mA图片已关闭显示，点此查看霍尔电压与霍尔电流的关系曲线霍尔电压与励磁电流的关系曲线从图上可以清楚看到霍尔电压与霍尔电流，励磁电流之间成线性关系。3.表3Is=8.00mAIm=0.800AX=14-X1-X2图片已关闭显示，点此查看螺线管中心磁感应强度理论值：N=109.7×102/m
5、KH=2.10mV/mA·KGSB0??0NIM?4??10?7?109.7?102?0.800?0.01103(T)?0.110(KGS)实验值：B?0.109(KGS)相对误差：E?B?B00.109?0.110?100%??100%?0.9%B00.110图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看螺线管轴线磁感应强度分布曲线4.霍尔片载流子类型的判断不同载流子类型的霍尔片在相同条件下，产生的电动势在方向上会有差异。霍尔片位置及螺线管线圈绕向如图所示，实验中霍尔电流，励磁电流和霍尔电压极性如下表：图片
6、已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看即：霍尔电流从1→2沿X轴正向，磁场沿Z轴正向.若霍尔片为n型，则3端输出为“+”；若霍尔片为p型，则3端输出为“-”从上述分析可知：实验材料为p型，载流子为空穴。实验注意事项1.接线时K1、K2、K3都断开，注意Is和Im不可接反。2.开机前，将Is和Im调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输入电流趋于最小状态。3.关机前，将Is和Im调节旋钮逆时针方向旋到底，使其输入电流趋于最小状态。4.X方向调节旋钮X1,X2在使用时要轻，严禁鲁莽操作。5.调节探头位置时应将闸刀开关
7、K1，K3断开，避免霍尔片和螺线管长期通电发热。6.实验中产生的副效应及其消除方法实际测量时所测得的电压不只是VH，还包括其他因素带来的附加电压。下面首先分析其产生的原因及特点，然后探讨其消除方法。(1)．不等势电压由横向电极位置不对称而产生的电压降V0，它与外磁场B无关，仅与工作电流IS的方向有关。(2)．爱廷豪森效应从微观来看，当霍耳电压达到一个稳定值VH时，速度为v的载流子的运动达到动态平衡。但从统计的观点看，元件中速度大于v和小于v的载流子也有。因速度大的载流子所受的洛仑兹力大于电场力，而速度小的载流子
8、所受的洛仑兹力小于电场力，因而速度大的载流子会聚集在元件的一侧，而速度小的载流子聚集在另一侧，又因速度大的载流子的能量大，所以有快速粒子聚集的一侧温度高于另一侧。这种由于温差而产生电压的现象称为爱廷豪森效应。该电压用VE表示，它不仅与外磁场B有关，还与电流IS有关。(3)．能斯脱效应在元件上接出引线时，不可能做到接触电阻完全相同。当电流IS通过不同接触电阻时会产生不同的焦耳热，并因温差
