Question

【題目】霍爾效應廣泛應用于半導體材料的測試和研究中，例如應用霍爾效應測試半導體是電子型還是空穴型，研究半導體內載流子濃度的變化等．在霍爾效應實驗中，如圖所示，寬ab為1 cm、長ad為4 cm、厚ae為1.0×10－3cm的導體，沿ad方向通有3 A的電流，當磁感應強度B＝1.5 T的勻強磁場垂直向里穿過abcd平面時，產生了1.0×10－5V的霍爾電壓，(已知導體內定向移動的自由電荷是電子)則下列說法正確的是

A. 在導體的上表面聚集自由電子，電子定向移動的速率v＝×10－3m/s

B. 在導體的前表面聚集自由電子，電子定向移動的速率v＝×103m/s

C. 在其它條件不變的情況下，增大ad的長度，可增大霍爾電壓

D. 每立方米的自由電子數為n＝2.8×1029個

Answer 1

【答案】D

【解析】

（1）根據左手定則判斷出電子的偏轉方向，從而比較出a、b兩端電勢的高低．

（2）根據電子所受電場力和洛倫茲力平衡求出電子定向移動的速率．

（3）根據電流的微觀表達式，結合電子定向移動的速率求出單位體積內的載流子個數．

根據左手定則可得，載流子受力的方向向上，所以向上運動，聚集在上極板上。所以在導體的上表面聚集自由電子。穩定時載流子，在沿寬度方向上受到的磁場力和電場力平衡；解得，故A錯誤，B正確；穩定時載流子，在沿寬度方向上受到的磁場力和電場力平衡，所以在其它條件不變的情況下，增大ab的長度，可增大霍爾電壓。故C錯誤；根據電流的微觀表達式得，I=nqSv；則單位體積內的載流子個數個。故D正確。故選BD。