精英家教網(wǎng)半導(dǎo)體中參與導(dǎo)電的電流載體稱為載流子.N型半導(dǎo)體的載流子是帶負(fù)電的電子,P型半導(dǎo)體的載流子是帶正電的“空穴”,如圖所示,一塊厚度為d、寬度為L的長方形半導(dǎo)體樣品,置于方向如圖所示、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,當(dāng)半導(dǎo)體樣品中通以向右的電流強度為I的恒定電流時,樣品上、下底面出現(xiàn)恒定電勢差U,且上表面帶正電、下表面帶負(fù)電.設(shè)半導(dǎo)體樣品中每個載流子帶電荷量為q,半導(dǎo)體樣品中載流子的密度(單位體積內(nèi)載流子的個數(shù))用n表示(已知電流I=nqvS,其中v為載流子定向移動的速度,S為導(dǎo)體橫截面積),則下列關(guān)于樣品材料類型的判斷和其中載流子密度n大小的表達(dá)式正確的是
( 。
A、是N型半導(dǎo)體,n=
BI
qdU
B、是P型半導(dǎo)體,n=
BI
qdU
C、是N型半導(dǎo)體,n=
BI
qLU
D、是P型半導(dǎo)體,n=
BI
qLU
分析:根據(jù)左手定則判斷帶電粒子的電性,根據(jù)最終洛倫茲力和電場力平衡列式,再根據(jù)電流的微觀表達(dá)式列式,最后聯(lián)立求解即可.
解答:解:電流向右,磁場垂直向內(nèi),故粒子受到的洛倫茲力向上,由于樣品上表面帶正電,故載流子是帶正電的“空穴”,是P型半導(dǎo)體;
最終洛倫茲力和電場力平衡,有:
qvB=q
U
d
           ①
電流的微觀表達(dá)式為:
I=nqvS            ②
聯(lián)立解得:
n=
BI
qdU

故選:B.
點評:本題關(guān)鍵是明確霍爾效應(yīng)的原理,知道左手定則中四指指向電流方向,不難.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在第三次工業(yè)革命的今天,新材料的發(fā)現(xiàn)和運用尤為重要.我國某科研機構(gòu)發(fā)現(xiàn)一種新型的半導(dǎo)體材料,目前已經(jīng)知道這種半導(dǎo)體材料的載流子(參與導(dǎo)電的“帶電粒子”)的電荷量的值是e(電子電量的絕對值),但不知道它的電性和載流子的數(shù)密度n(單位體積中載流子的數(shù)量).為了測定這種材料中的載流子是帶正電還是帶負(fù)電,以及載流子的數(shù)密度,科學(xué)家把這種材料先加工成一塊偏平的六面體樣品,這塊樣品的長、寬和厚度分別為a、b、d(如圖中所示).現(xiàn)將這塊樣品接入電路中,且把靠外的偏平面標(biāo)記為M,靠里的偏平面標(biāo)記為N,然后在垂直于大平面的方向加上一個磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場.接通電鍵S,調(diào)節(jié)可變電阻R.使電路中產(chǎn)生合適的電流.然后用電壓表判定M、N兩個面的電勢高低并測定M、N間的電壓(也叫霍耳電壓),從而得到這種半導(dǎo)體材料載流子的電性和數(shù)密度.
(1)當(dāng)M的電勢比N的電勢低時,材料中的載流子帶
 
電(填“正”或“負(fù)”);
(2)為了測定載流子的數(shù)密度n,除題目中已給出的數(shù)據(jù)外,還需要測定的物理量有(寫出物理量的含義并設(shè)定相應(yīng)的符號)
 
;
(3)根據(jù)題設(shè)條件和你測定的物理量,寫出載流子的數(shù)密度的表達(dá)式n=
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

霍爾元件可以用來檢測磁場及其變化.圖甲為使用霍爾元件測量通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的裝置示意圖.由于磁芯的作用,霍爾元件所處區(qū)域磁場可看做勻強磁場.測量原理如乙圖所示,直導(dǎo)線通有垂直紙面向里的電流,霍爾元件前、后、左、右表面有四個接線柱,通過四個接線柱可以把霍爾元件接入電路.所用器材已在圖中給出,部分電路已經(jīng)連接好.為測量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強度B;
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(1)制造霍爾元件的半導(dǎo)體參與導(dǎo)電的自由電荷帶負(fù)電,電流從乙圖中霍爾元件左側(cè)流入,右側(cè)流出,霍爾元件
 
(填“前表面”或“后表面”)電勢高;
(2)在圖中畫線連接成實驗電路圖;
(3)已知霍爾元件單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電荷量為e,霍爾元件的厚度為h,為測量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強度B,還必須測量的物理量有
 
(寫出具體的物理量名稱及其符號),計算式B=
 

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年湖北省師大一附中高三五月模擬考試?yán)砭C物理試卷(解析版) 題型:計算題

在第三次工業(yè)革命的今天,新材料的發(fā)現(xiàn)和運用尤為重要。我國某科研機構(gòu)發(fā)現(xiàn)一種新型的半導(dǎo)體材料,目前已經(jīng)知道這種半導(dǎo)體材料的載流子(參與導(dǎo)電的“帶電粒子”)的電荷量的值是e(電子電量的絕對值),但不知道它的電性和載流子的數(shù)密度n(單位體積中載流子的數(shù)量)。為了測定這種材料中的載流子是帶正電還是帶負(fù)電,以及載流子的數(shù)密度,科學(xué)家把這種材料先加工成一塊偏平的六面體樣品,這塊樣品的長、寬和厚度分別為a、b、d(如圖中所示),F(xiàn)將這塊樣品接入電路中,且把靠外的偏平面標(biāo)記為M,靠里的偏平面標(biāo)記為N,然后在垂直于大平面的方向加上一個磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。接通電鍵S,調(diào)節(jié)可變電阻R.使電路中產(chǎn)生合適的電流。然后用電壓表判定M、N兩個面的電勢高低并測定M、N間的電壓(也叫霍耳電壓),從而得到這種半導(dǎo)體材料載流子的電性和數(shù)密度。

(1)當(dāng)M的電勢比N的電勢低時,材料中的載流子帶    電(填“正”或“負(fù)”);

(2)為了測定載流子的數(shù)密度n,除題目中已給出的數(shù)據(jù)外,還需要測定的物理量有(寫出物理量的含義并設(shè)定相應(yīng)的符號)                        ;

(3)根據(jù)題設(shè)條件和你測定的物理量,寫出載流子的數(shù)密度的表達(dá)式n=          

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

霍爾元件可以用來檢測磁場及其變化.圖甲為使用霍爾元件測量通電直導(dǎo)線產(chǎn) 生磁場的裝置示意圖,由于磁芯的作用,霍爾元件所 處區(qū)域磁場可看做勻強磁場.測量原理如乙圖所示, 直導(dǎo)線通有垂直紙面向里的電流,霍爾元件前、后、左、 右表面有四個接線柱,通過四個接線柱可以把霍爾元件接入電路.所用器材已在圖中給出,部分電路已經(jīng) 連接好.為測嫌霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強度B:

(1)制造霍爾元件的半導(dǎo)體參與導(dǎo)電的自由電荷帶負(fù)電,電流從乙圖中霍爾元件左側(cè)流,右側(cè)流出,霍爾元件_______(填“前表面”或“后表面”)電勢高;

(2)在圖中畫線連接成實驗電路圖;

 (3)已知霍爾元件單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電荷量為e ,霍爾元件的厚度為h為測量霍爾元件所處區(qū)域的磁感應(yīng)強度B,還必須測量的物理量有____________ (寫出具體的物理量名稱及其符號),計算式B=______。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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