1、课前要求课前要求1、请在签到表上、请在签到表上签到签到！2、按照签到表上的、按照签到表上的序号序号入座！入座！3、未讲仪器使用之前、未讲仪器使用之前请勿动仪器请勿动仪器！4、请勿在实验室内大声喧哗！、请勿在实验室内大声喧哗！5、请勿在实验室内乱扔垃圾！、请勿在实验室内乱扔垃圾！物理实验中心物理实验中心大学物理实验大学物理实验霍尔效应霍尔效应 与磁场测定与磁场测定五五 实验目的与内容1实验原理2实验仪器与步骤3数据处理4课堂目录课堂目录 用霍耳元件测量长直螺线管中心轴线上的磁感应强度分布。（画 UH X(BX）图）用长直螺线管中点的磁感应强度计算霍耳元件的灵敏度(KH)。实验内容实验内容霍尔效应
2、霍尔效应实验原理实验原理在磁场中，载流导体或半导体上出现横向电势差的现象。在磁场中，载流导体或半导体上出现横向电势差的现象。霍尔电压：霍尔效应中产生的电势差。霍尔电压：霍尔效应中产生的电势差。上图中导体上下两端面出现电势差上图中导体上下两端面出现电势差UH。1879年美国物理学家霍尔发现年美国物理学家霍尔发现UH。+BV(I)Efmfexyz当电流达到稳恒状态当电流达到稳恒状态,=meff=/HHKUIB（）1=HKe d霍尔效应霍尔效应的定量关系的定量关系bUefHe,mfevBIev bd=/HHB UKI（）-灵敏度I和UH可用仪表准确测出；实验原理实验原理磁感应强度的测量磁感应强度的测
3、量UH。+BV(I)Efmfebdxyz附加效应及其消除（附加电压）附加效应及其消除（附加电压）1.不等电势差U U0 0：随工作电流，不随磁场方向改变；2.附加温差电势差U Ut t：随工作电流，也随磁场方向改变；3.能斯特效应U UP P：不随工作电流，随磁场方向改变。4.里吉-勒迪克效应U US S：不随工作电流，随磁场方向。SPySPyE+fmfev1v2MNx+vSPyE+fmfev1v2B实验原理实验原理霍尔电压的测量霍尔电压的测量副效应及其消除（附加电压）副效应及其消除（附加电压）tHUUUUUU)(414321)(414321UUUUUH四式相加：忽略Ut(5%)：1,:;Ho
4、tpsIBUUUUUU2,:;HotpsIBUUUUUU 3,:;HotpsIBUUUUUU4,:;HotpsIBUUUUUU 实验原理实验原理霍尔电压的测量霍尔电压的测量00MMNBnIILMsHsHHNIILUBIUK0其中：真空磁导率mH/10470霍耳元件灵敏度测定霍耳元件灵敏度测定无限长直螺旋管匀强磁场实验原理实验原理灵敏度的测量灵敏度的测量实验仪器实验仪器12345678MNPS1.螺线管螺线管,2.霍耳片霍耳片,3.上下调节螺钉上下调节螺钉4.霍耳片位置调节螺钉霍耳片位置调节螺钉,5.工作电流换向开关工作电流换向开关6.霍耳电压换向开关霍耳电压换向开关,7.励磁电流换向开关励磁电
5、流换向开关,8.标尺标尺实验仪器与步骤实验仪器与步骤实验仪器与步骤实验仪器与步骤实验步骤实验步骤1.接线（霍尔元件工作电流切忌与励磁电流接反）。2.将励磁电流和工作电流调节旋钮逆时针旋转到底（调到最小）。3.打开电源，调节励磁电流为实验室规定值（1000mA）。缓慢调节工作电流电源使霍耳元件正常工作在5.00 mA额定电流值（注意电源必须预先置于零输出状态）。4.将霍尔元件上下调节螺钉，调至中心。5.测量。从左向右或从右向左，对每一个X点测量U1、U2、U3和U4，操作如下：a)将开关5、7掷同一方向，规定此为正，记I+、B+，记录U1；b)将开关5（工作电流）反掷，记I-、B+，记录U2；c)类似可得U3和U4。6.关闭电源，整理仪器。1.霍尔元件及二维移动标尺易于折断、变形，应避免受挤压，碰撞等。2.为不使螺线管过热而受到损害或影响测量精度，除在读取有关数据以外，其余时间必须断开励磁电流开关。3.霍尔元件工作电流切忌与励磁电流接反，且不能超过其额定电流。实验仪器与步骤实验仪器与步骤注意事项注意事项X(cm)U1(mV)U2(mV)U3(mV)U4(mV)+Is,+IM-Is,+IM-Is,-IM+Is,-IM附表 UH X(BX)IS=5.00mA IM=1000mA12341()4HUUUUU数据记录数据记录数据处理数据处理不确定度计算
