【目的要求】
1.了解霍尔效应的基本原理
2.学习用霍尔效应测量磁场
【实验原理】
如图1所示为一n型半导体材料制成的霍尔原件示意图。
………（1）
……….（2）
……………（3）
由（1）（2）（3）式可得：，而又有，故可得：，又
得： （KH与半导体类型，载流子浓度，半导体厚度有关）
根据上式，如果知道霍尔片的灵敏度KH，只要测出UH和IS就可求出磁场。
【实验器材】
HT—S型螺线管磁场测试仪，
【实验步骤】
1.测量霍尔电流与霍尔电压的关系，
连接电路，让励磁电流，调节从0mA～10.0mA变化（每隔1mA记录一次数据），记录与，并作出—的图像。
2.测量励磁电流与磁感应强度的关系
连接电路，将霍尔原件放在螺线管的中间位置，让霍尔电流，调节励磁电流从0A～1A之间变化（每隔0.1A记录一次数据），记录与，并作出—的图像。
3.测量通电螺线管磁场沿水平方向的分布
令，，调节支架旋钮，使霍尔片从螺线管的一端慢慢往另一端移动，直到霍尔片出螺线管，依次测量磁场在水平方向的分布。
【数据处理】（实验数据来自胡毓文）
1.测量霍尔电流IS与霍尔电动势UH的关系。其中IM=0.500A，
| 0.00 | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 | 7.00 | 8.00 | 9.00 | 10.00 | |
| 0.00 | 0.19 | 0.37 | 0.54 | 0.72 | 0.90 | 1.07 | 1.26 | 1.41 | 1.59 | 1.72 | |
| 0.00 | -0.14 | -0.28 | -0.43 | -0.58 | -0.73 | -0.87 | -1.04 | -1.21 | -1.38 | -1.53 | |
| 0.00 | -0.17 | -0.35 | -0.53 | -0.71 | -0. | -1.06 | -1.25 | -1.04 | -1.58 | -1.72 | |
| 0.00 | 0.15 | 0.29 | 0.44 | 0.59 | 0.74 | 0. | 1.05 | 1.20 | 1.39 | 1.54 | |
| 0.00 | 0.16 | 0.32 | 0.48 | 0.65 | 0.82 | 0.97 | 1.15 | 1.30 | 1.48 | 1.63 |
根据上表可画出图像，如图2所示。
由图线可知：在磁场一定的情况下，霍尔电压与霍尔电流成正比。
可算出：斜率
把代入上式
可得：此时的磁感应强度
2.测量励磁电流与磁感应强度B的关系。，
| 0.000 | 0.100 | 0.200 | 0.300 | 0.400 | 0.500 | 0.600 | 0.700 | 0.800 | 0.900 | 1.000 | |
| 0.00 | 0.19 | 0.37 | 0.54 | 0.72 | 0.90 | 1.07 | 1.26 | 1.41 | 1.59 | 1.72 | |
| 0.00 | -0.14 | -0.28 | -0.43 | -0.58 | -0.73 | -0.87 | -1.04 | -1.21 | -1.38 | -1.53 | |
| 0.00 | -0.17 | -0.35 | -0.53 | -0.71 | -0. | -1.06 | -1.25 | -1.04 | -1.58 | -1.72 | |
| 0.00 | 0.15 | 0.29 | 0.44 | 0.59 | 0.74 | 0. | 1.05 | 1.20 | 1.39 | 1.54 | |
| 0.00 | 0.16 | 0.32 | 0.48 | 0.65 | 0.82 | 0.97 | 1.15 | 1.30 | 1.48 | 1.63 | |
| 0.00 | 5.94 | 11.8 | 17.7 | 24.0 | 30.3 | 35.8 | 42.4 | 48.0 | 54.6 | 60.1 |
3.测量通电螺线管内部磁场分布。
其中IM=0.500A，
| 0.00 | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 8.00 | |
| 0.63 | 0.83 | 1.03 | 1.06 | 1.28 | 1.38 | 1.49 | 1.59 | 1.60 | 1.62 | 1. | |
| -0.68 | -0.87 | -1.07 | -1.29 | -1.34 | -1.44 | -1.54 | -1.61 | -1.63 | -1.67 | -1. | |
| -0.62 | -0.85 | -1.02 | -1.11 | -1.27 | -1.39 | -1.49 | -1.58 | -1.59 | -1.63 | -1. | |
| 0.67 | 0.88 | 1.07 | 1.24 | 1.34 | 1.44 | 1.54 | 1.61 | 1.62 | 1.67 | 1.65 | |
| 0.65 | 0.86 | 1.05 | 1.18 | 1.31 | 1.41 | 1.52 | 1.61 | 1.61 | 1.65 | 1. | |
| 2.40 | 3.17 | 3.87 | 4.35 | 4.83 | 5.20 | 5.61 | 5.94 | 5.94 | 6.09 | 6.05 | |
| 16.00 | 24.00 | 25.00 | 26.00 | 26.50 | 27.00 | 27.20 | 27.40 | 27.60 | 27.80 | 28.00 | |
| 1.66 | 1.67 | 1.63 | 1.63 | 1.59 | 1.52 | 1.43 | 1.34 | 1.19 | 1.05 | 0.80 | |
| -1. | -1.61 | -1.59 | -1.57 | -1.48 | -1.38 | -1.28 | -1.21 | -1.07 | -0. | -0.68 | |
| -1.66 | -1.66 | -1.63 | -1.62 | -1.59 | -1.51 | -1.41 | -1.34 | -1.17 | -1.02 | -0.79 | |
| 1. | 1.62 | 1.59 | 1.57 | 1.47 | 1.39 | 1.30 | 1.22 | 1.06 | 0.90 | 0.68 | |
| 1.65 | 1. | 1.61 | 1.60 | 1.53 | 1.45 | 1.36 | 1.28 | 1.12 | 0.96 | 0.74 | |
| 6.09 | 6.05 | 5.94 | 5.90 | 5.65 | 5.35 | 5.02 | 4.72 | 4.13 | 3.54 | 2.73 |
【误差分析】
（1）存在热磁效应产生误差。
（2）霍尔片不一定能完全沿螺线管的轴线运动带来一定的误差，
（3）霍尔片不能完全与磁感应强度方向垂直可引起误差。
【说明】
（1）要能用霍尔效应判断霍尔片属于P型半导体材料还是n型半导体材料
（2）励磁电流与霍尔电流不能接反。
（3）在第1个步骤当中，如果给定一个特斯拉计，则可算出霍尔原件的灵敏度。如果再给出霍尔原件的材料（可计算载流子浓度与单个载流子电荷量）还可计算出霍尔片的厚度。
（4）作图时变化较大的区域应多取几个点，变化很小的区域可以少取些。
（5）注意在测量前，应先调零。
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