10.
(2021高三上·安岳開學(xué)考)
將導(dǎo)電材料置于磁場(chǎng)中,通以縱向電流,就會(huì)產(chǎn)生橫向電勢(shì)差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),如圖1是霍爾元件的工作原理示意圖,磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于霍爾元件的工作面向下,通入如圖示方向的電流I,C、D兩側(cè)面的電勢(shì)差
即為霍爾電壓??梢杂脠D2所示的符號(hào)表示霍爾元件,為了研究霍耳效應(yīng),同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路。其中,電源E內(nèi)阻極小,可以忽略;電壓表
內(nèi)阻很大,讀數(shù)設(shè)為
;毫安表讀數(shù)I;R為滑動(dòng)變阻器;霍耳元件使用了N型半導(dǎo)體砷化鎵(其導(dǎo)電粒子為電子),在C、D間接入數(shù)字毫伏表
(圖中未畫出),就可以讀出霍耳電壓
。
①閉合電鍵S前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭應(yīng)置于(選填:“a”或“b”)端;
②圖1中霍耳元件的電極(選填:“C”或“D”)為高電勢(shì);
③通過正確測(cè)量方法得到 、 和I,在坐標(biāo)紙上畫出 圖線如圖4所示。通常我們將霍耳電壓與電流的比值,稱為輸出電阻,也稱為橫向電阻或霍耳電阻。由圖線可知,該霍耳元件的輸出電阻為 ,電源電動(dòng)勢(shì)為V。