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实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验地点：实验时间：一、实验室名称：霍尔效应实验室
实验项目名称：霍尔效应法测磁场
三、实验学时：四、实验原理：
（一）霍耳效应现象将一块半导体（或金属）薄片放在磁感应强度为 B 的磁场中，并让薄片平面与磁场方向（如 Y 方向）垂直。如在薄片的横向（ X 方向）加一电流强度为的电流，那么在与磁场方向和电流方向垂直的 Z 方向将产生一电动势。
如图 1 所示，这种现象称为霍耳效应，称为霍耳电压。霍耳发现，霍耳电压与电流强度和磁感应强度 B 成正比，与磁场方向薄片的厚度 d 反比，即
（1）式中，比例系数 R 称为霍耳系数，对同一材料 R 为一常数。因成品霍耳元件（根据霍耳效应制成的器件）的 d也是一常数，故常用另一常数 K来表示，有
（2）式中， K 称为霍耳元件的灵敏度，它是一个重要参数，表示该元件在单位磁感应强度和单位电流作用下霍耳电压的大小。如果霍耳元件的灵敏度 K 知道（一般由实验室给出），再测出电流和霍耳电压，就可根据式
（3）算出磁感应强度 B。
图 1 霍耳效应示意图图 2 霍耳效应解释
（二）霍耳效应的解释
现研究一个长度为I、宽度为b、厚度为d的N型半导体制成的霍耳元件。当沿 X方向通以电流后，载流子（对N型半导体是电子）e将以平均速度v沿与电流方向相反的方向运动，在磁感应强度为 B 的磁场中，电子将受到洛仑兹力的作用，其大小为
方向沿Z方向。在的作用下，电荷将在元件沿 Z方向的两端面堆积形成电场（见图 2），它
会对载流子产生一静电力，其大小为
方向与洛仑兹力相反，即它是阻止电荷继续堆积的。当和达到静态平衡后，有，即，于是电荷堆积的两端面（Z方向）的电势差为通过的电流可表示为
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式中 n 是电子浓度，得
（5）将式（ 5）代人式（ 4）可得
可改写为
该式与式（ 1）和式（ 2）一致，就是霍耳系数。
五、实验目的：
研究通电螺线管内部磁场强度
六、实验内容：（一）测量通电螺线管轴线上的磁场强度的分布情况，并与理论值相比较；（二）研究通电螺线管内部磁场强度与励磁电流的关系。
七、实验器材：霍耳效应测磁场装置，含集成霍耳器件、螺线管、稳压电源、数字毫伏表、直流毫安表等。
八、实验步骤及操作：（一）研究通电螺线管轴线上的磁场分布。要求工作电流和励磁电流都固定，并让 mA ，逐点（约 12-15 个点）测试霍耳电压，记下和 K 的值，同时记录长直螺线管的长度和匝数等参数。
1 •接线：霍尔传感器的1、3脚为工作电流输入，分别接“ IH输出”的正、负端；2、4 脚为霍尔电压输出，分别接“ Vh输入”的正、负端。螺线管左右接线柱（即“红” 、“黑”）
分别接励磁电流Im的“正”、“负”，这时磁场方向为左边 N右边S。
2、测量时应将“输入选择”开关置于“ Vh ”挡，将“电压表量程”选择按键开关置于
“200” mV挡，，霍尔传感器的灵敏度为： 245mV/mA/T。
3、螺线管励磁电流Im调到“ 0A”，记下毫伏表的读数（此时