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霍尔效应是电磁基本现象之一,在现代汽车上广泛应用霍尔器件:ABS系统中的速度传感器、汽车速度表等。如图所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足,式中k为霍尔系数,由半导体材料的性质决定,d为薄片的厚度。利用霍尔效应可以测出磁场中某处的磁感应强度B。

(1)为了便于改变电流方向作研究,设计如图所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从P端流入,Q端流出,应将S1掷向_____(填“a”或“b”),S2掷向____(填“c”或“d”)。

(2)已知某半导体薄片厚度d=0.40mm,霍尔系数为1.5×10-3V·m·A-1·T-1,保持待测磁场磁感应强度B不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示。

根据表中数据在给定区域内画出UH—I图线,利用图线求出待测磁场B为_______________T。

(3)(多选)利用上述方法,可以粗略测出磁场的分布。为了更精细测出磁场的分布,可采取的措施有( )

(A)选用厚度较薄的半导体薄片

(B)选用厚度较厚的半导体薄片

(C)选用霍尔系数k大的半导体薄片

(D)增大电流强度I

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试题答案

(1)b ,c

(2) 图略, 0.11±0.02T

(3)AC

试题解析


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