霍尔效应及其应用.docxVIP

霍尔效应及其应用 【知识点的认识】一、霍尔效应 .霍尔效应：置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场方向垂直，那么垂直于电流和磁场 方向会产生一个附加的横向电场，这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的， 后被称为霍尔效应. 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用而引起的偏转，所以可以 用高中物理中的电磁学、力学、运动学等有关知识来进行解释.霍尔效应原理的应用常见的 有：霍尔元件、磁流体发电机、电磁流量计、磁强计等. 二、霍尔效应的应用.磁流体发电机 磁流体发电机所依据的基本原理就是霍尔效应.如图1所示，等离子气体喷入磁场，正、 负离子在洛伦兹力作用下发生偏转而聚集到A、B板上，产生电势差.设A、B平行金属板 的面积为S,相距3等离子气体的电阻率为p,喷入气体速度为％板间磁场的磁感应强度 为B,板外电阻为R,当等离子气体匀速通过A、B板间时，A、B板上聚集的电荷最多， 板间电势差最大，即为电源电动势.此时离子受力平衡：Eq=qvB, E=Bv, ￡ =EL=BLv.电 源内阻r=pL. s.电磁流量计 电磁流量计根据霍尔效应其原理可解释为：如图2所示，一圆形导管直径为d,用非磁性 材料制成，其中有可以导电的液体向左流动.导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹 力作用下横向偏转，内b间出现电势差.当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b 间的电势差就保持稳定.由quB = Eq=Uq,可得产卫,流量Q=s-工d Bd4 Bd 4B .磁强计 磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器.其原理可解为：如图3所示，一块 导体接上内b、c、d四个电极，将导体放在匀强磁场之中，〃间通以电流/, c、d间就 会出现电势差，只要测出d间的电势差U,就可测得艮 设c、d间电势差到达稳定，那么U=EL,此时导电的自由电荷受到的电场力与洛伦兹力 相平衡，Eq=qvB,式中u为自由电荷的定向移动速度.由此可知，B=』?设导体中v Lv 单位体积内的自由电荷数为m那么电流式中S为导体横截面积，S=Ld.因此v = b=3L,由此可知这样只要将装置先在磁场中定出标度，就可通过 nqLd I测定U来确定B的大小了. 图3 x x x xax x x xB xxxxbxxxx 图2 等离子束 图1第2页共2页