实验 --利用霍尔效应测量磁场

【实验题目】通过霍尔效应测量磁场 【实验目的】1、了解霍尔效应原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2、学习用“对称测量法”消除付效应影响。

3、根据霍尔电压判断霍尔元件载流子类型，计算载流子的浓度和迁移速度， 【实验仪器】QS-H 霍尔效应组合仪 【实验原理】1、通过霍尔效应测量磁场霍尔效应装置如图2.3.1-1和图2.3.1-2所示。

将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B 的方向沿z 轴方向)，当沿y 方向的电极A 、A 上施加电流I 时，薄片内定向移动的载流子(设平均速率为v )受到洛伦兹力B F 的作用，B F qvB =(1)无论载流子是负电荷还是正电荷，B F 的方向均沿着x 方向，在磁力的作用下，载流子发生偏移，产生电荷积累，从而在薄片B 、B 两侧产生一个电位差H V ,形成一个电场E 。

电场使载流子又受到一个与FB 方向相反的电场力E F ，HE qVF qE b ==(2)其中b 为薄片宽度，E F 随着电荷累积而增大，当达到稳定状态时E B F F =，即HqV qvB b =(3)这时在B 、B 两侧建立的电场称为霍尔电场，相应的电压H V 称为霍尔电压，电极B 、B 称为霍尔电极。

另一方面，射载流子浓度为n,薄片厚度为d ，则电流强度m I 与v 的关系为：m I bdnqv =或mI v bdnq= (4)由(3)和(4)可得到m I 1H BV nq d=(5)另1R ne=,则 m I H BV R d=(6)R 称为霍尔系数，它体现了材料的霍尔效应大小。

根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。

在应用中，(6)常以如下形式出现：m I H H V K B =(7)式中1H R K d ned==称为霍尔元件灵敏度，m I 称为控制电流。

由式(7)可见，若m I 、H K 已知，只要测出霍尔电压H V ，即可算出磁场B 的大小；并且若知载流子类型(n 型半导体多数载流子为电子，P 型半导体多数载流子为空穴),则由H V 的正负可测出磁场方向，反之，若已知磁场方向，则可判断载流子类型。

【最新整理，下载后即可编辑】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：霍尔效应实验室二、 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H I 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H U 。

如图1所示，这种现象称为霍耳效应，H U 称为霍耳电压。

霍耳发现，霍耳电压H U 与电流强度H I 和磁感应强度B 成正比，与磁场方向薄片的厚度d 反比，即d BI RU H H =（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d R /常用另一常数K 来表示，有B KI U H H = （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H I 和霍耳电压H U ，就可根据式HH KI U B =（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l 、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H I 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evB f B =方向沿Z 方向。

在B f 的作用下，电荷将在元件沿Z 方向的两端面堆积形成电场H E （见图2），它会对载流子产生一静电力E f ，其大小为H E eE f =方向与洛仑兹力B f 相反，即它是阻止电荷继续堆积的。

当B f 和E f 达到静态平衡后，有E B f f =，即b eU eE evB H H /==，于是电荷堆积的两端面（Z 方向）的电势差为vbB U H = （4）通过的电流H I 可表示为nevbd I H -=式中n 是电子浓度，得nebdI v H -=（5）将式（5）代人式（4）可得 nedBI U H H -= 可改写为B KI dBI RU H H H == 该式与式（1）和式（2）一致，neR 1-=就是霍耳系数。

霍耳效应法测量磁场实验指导1.实验内容:2.测定霍耳器件的霍耳灵敏度、霍耳系数和载流子浓度3.测量电磁铁磁极气隙间磁感应强度的横向分布实验步骤:..1.实验系统的连接、初始设置与参数记录（1）分别连接好实验仪上“I S输入”、“I M输入”、“V H、Vσ输出”端与测量仪面板“Is输出”、“I M 输出”、“V H、Vσ输入”端之间的导线；开机前将“I S调节”、“I M调节”旋钮逆时针方向旋到底。

（2）将霍耳元件位置调整到电磁铁气隙内中心附近（其水平位置标尺为0.0mm处）,记录仪器电磁铁线圈上的标签上的励磁常数α值(其数值按1 KGS/A＝0.1T/A单位换算成T/A值记录)。

（3）将实验仪上霍耳元件电流换向开关“K1”、励磁电流换向开关“K3”均掷向正向位置, “VH、Vσ”输出开关和测量仪面板上的“VH、Vσ”选择开关均选在VH位置。

2.霍耳灵敏度测量操作（1）接通实验测试仪电源, 调节励磁电流使IM＝0.500A；（2）调节霍耳元件工作电流, 分别使IS＝0.50mA、1.00mA、1.50mA、2.00mA、2.50mA、3.00mA, 测量记录各IS值下电流换向开关“K1”和“K3”分别在“++”、“+-”、“--”、“-+”四种组合方式下的霍耳电压V1、V2、V3、V4, 数据记录表格如下：..3.电磁铁磁极气隙间磁感应强度的横向分布测量保持励磁电流IM＝0.500A, 霍耳元件工作电流IS＝3.00mA, 分别测量记录霍耳探头水平位置处在x ＝0.0mm、10.0mm、20.0mm、23.0mm、26.0mm、29.0mm、32.0mm、35.0mm、38.0mm、41.0mm等处时, 电流换向开关“K1”和“K3”分别在“++”、“+-”、“--”、“-+”四种组合方式下的霍耳电压V1、V2、V3、V4, 数据记录表格如下：1. 实验数据处理指导:表一中, 各KHi 值不确定度计算式为： 其中： 01.0%8.0+⨯=∆S S I I mA ； 001.0%8.0+⨯=∆M M I I A 2/)m V 01.0%5.0(+⨯=∆H H V V2. 计算出表一中6个KH 值的平均值 、及其不确定度的A 类分量 值和不确定度B 类分量 值, 再合成为 值。

利用霍尔效应测量磁场实验报告嘿，大家好！今天咱们聊聊一个有趣的话题——霍尔效应和它怎么帮助我们测量磁场。

霍尔效应可不是个什么高大上的词，其实它就像是你在超市里逛的时候，突然发现了一块打折的巧克力，兴奋得差点儿跳起来的那种感觉。

简单来说，霍尔效应就是当电流通过导体，置于一个磁场中时，导体的横向会产生一个电压。

这个小小的电压就能告诉我们磁场的强弱，简直是“雷声大，雨点小”的好帮手。

在实验开始之前，咱们得准备一些器材。

准备一块薄薄的半导体材料，像是石墨烯那种，真是个好玩意儿。

接着是一些电线、直流电源，还有一个可以测量电压的仪器。

别忘了磁铁哦！你知道的，磁铁就像是孩子们的玩具，总能吸引到小朋友们的目光。

在这次实验中，磁铁可是主角，得让它发挥出色。

好啦，准备工作就绪，咱们开始吧！先把半导体放在磁铁的旁边，电流从一端流入，哇，瞬间就像开了个小派对一样，电子们欢快地舞动起来。

然后，咱们测量一下横向产生的电压。

哇，看看！电压上升了，这就像你在看电影时，发现情节越来越紧张，心情也跟着高涨起来。

咱们换个磁铁，试试不同的磁场强度。

这时候，电压又有了变化。

你想啊，就像是在调味料一样，盐多了就咸，糖多了就甜，磁场的强度改变了，电压也跟着变动。

这种变化让人感受到科学的魅力，就像是在解开一个个小谜题，真是让人心跳加速。

咱们还可以通过公式来计算磁场的强度。

公式看起来有点复杂，但其实就像做数学题，慢慢来，总能找到答案。

这时候，脑子里得想着“耐心是美德”这句话，慢慢理清楚关系。

把测得的电压和电流代入公式，就能得出磁场的强度。

哇，心中那个小小的成就感，简直像喝了杯提神的咖啡，整个人都清醒了。

实验过程中，总有一些小插曲，哈哈。

有一次，磁铁没粘住，半导体差点儿摔下来，吓得我心里“咯噔”一下。

不过，没关系，科学本来就是要试错的嘛，关键是要勇于尝试。

每一次小意外都是学习的机会，就像生活中的小波折，让我们更加成熟。

整理实验数据的时候，咱们得分析一下结果。

霍尔效应法测磁场的实验报告一、实验目的本实验旨在通过霍尔效应法测量不同磁场强度下的霍尔电压，并计算出磁场的大小。

二、实验原理1. 霍尔效应当导体中有电流流过时，如果将另一个垂直于电流方向和导体面的磁场施加在导体上，则会产生一种称为霍尔效应的现象。

该效应表明，在垂直于电流方向和导体面的方向上，将会产生一个电势差，这个电势差就叫做霍尔电压。

2. 磁场大小计算公式根据霍尔效应原理，可以得到计算磁场大小的公式为：B = (VH/IR)×1/K其中，B表示磁场强度；VH表示测得的霍尔电压；I表示通过样品的电流；R表示样品材料的电阻率；K表示霍尔系数。

三、实验器材1. 万用表2. 稳压直流电源3. 磁铁4. 霍尔元件四、实验步骤及数据处理1. 将稳压直流电源接入到霍尔元件上，并设置合适的输出电压和输出电流。

2. 将磁铁放置在霍尔元件的两侧，使磁场垂直于霍尔元件的平面。

3. 测量不同磁场强度下的电压值，并记录数据。

4. 计算出每个电压值对应的磁场大小，并绘制磁场强度与电压之间的关系曲线。

5. 根据实验数据计算出样品材料的电阻率和霍尔系数，并进行比较分析。

五、实验结果分析通过实验测量得到了不同磁场强度下的霍尔电压，根据计算公式可以得到相应的磁场大小。

绘制出了磁场强度与电压之间的关系曲线，可以看出二者呈现线性关系。

通过计算得到样品材料的电阻率和霍尔系数，可以发现不同样品材料具有不同的电阻率和霍尔系数，这也说明了不同材料对于磁场强度的响应程度是不同的。

六、实验结论本次实验通过测量霍尔效应法测量了不同磁场强度下的霍尔电压，并计算出了相应的磁场大小。

通过数据处理得到了样品材料的电阻率和霍尔系数，并进行了比较分析。

实验结果表明，不同材料对于磁场强度的响应程度是不同的，这也为磁场探测提供了一定的参考依据。

实验6.17 利用霍尔效应测磁场1. 实验目的(1) 了解用霍尔器件测磁场的原理；(2) 掌握用霍尔器件测量长直螺线管内部磁场的方法；(3) 掌握检测一对共轴线圈耦合程度的方法。

2. 实验仪器HCC-1型霍尔效应测磁仪，HCC-1型交直流电源，长直螺线管和亥姆霍兹共轴线圈对。

3. 仪器简介HCC-1型霍尔效应测磁仪由下面五个分离部件组合而成：（1）霍尔测磁传感器霍尔测磁传感器又称为霍尔探杆。

探杆直径为6.0mm, 长度(含手柄)为520.0mm, 其前面400.0mm有毫米刻度, 可以方便地确定探杆前端(探头)在磁场中的位置。

探头内安装有HZ-2 型霍尔器件, 作为测磁传感器。

每个霍尔器件的灵敏度K H已标在霍尔探杆的手柄上。

（2）HCC-1 型霍尔效应测磁仪该仪器又称为霍尔电压测量仪。

它的前面板如图6.17-1所示。

将“调零与测量”开关拨至“× 1”档, 可以测量0 ~ 0.75mV的霍尔电压。

HCC-1型霍尔效应测磁仪还可以给霍尔器件提供0 ~ 20mA的控制电流。

图6.17-1 HCC-1型霍尔效应测磁仪的前面板图（3）HCC-1型交直流电源该电源可以提供交流4.0V、8.0V或直流0.0 ~ l0.0V、最大电流为2.0A的激磁电流。

它的前面板如图6.17-2所示。

（4）长直螺线管它是用线径Ф=1.0rnrn的漆包线在有效长度L =30.0cm的骨架上按n =36 ·匝cm-1 密度绕成直径为24.0mm的螺线管，两端口总长32.0cm。

（5）共轴线圈对它是装在一个带毫米刻度尺座架上的一对线圈, 其中一个线圈可以在座架上移动, 以改变两个线圈中心之间的距离。

线圈的线径Ф= 0.9mm, 每个线圈的匝数N =360匝, 直径D =13.6cm 。

4. 实验原理（1）用霍尔器件测磁场的原理如图6.17-3所示, 把一金属薄片放在磁场中, 磁感应强度B 垂直于薄片向上, 当在MN方向通入电流(称为控制电流)I 时, 在P 、Q 两侧面之间就会产生一定的电势差。

霍尔效应法测量磁场实验报告霍尔效应法测量磁场实验报告引言：磁场是物理学中一个重要的概念，它在我们的日常生活中扮演着重要的角色。

为了准确测量磁场的强度和方向，科学家们发明了多种测量方法。

其中一种常用的方法是利用霍尔效应进行测量。

本实验旨在通过霍尔效应法测量磁场，探究霍尔效应的原理和应用。

实验步骤：1. 实验仪器准备：将霍尔元件、电源、数字万用表等仪器连接好，确保电路连接正确。

2. 调整电路：通过调整电源电压和电流，使得霍尔元件正常工作。

3. 测量电压：用数字万用表测量霍尔元件产生的电势差（霍尔电压）。

4. 改变磁场：通过改变磁场的强度和方向，观察霍尔电压的变化。

5. 记录数据：记录不同磁场条件下的霍尔电压数值，并绘制磁场与霍尔电压的关系曲线。

实验原理：霍尔效应是指当电流通过导体时，如果该导体处于垂直于磁场的情况下，就会在导体两侧产生一种电势差，即霍尔电压。

霍尔电压的大小与磁场的强度和方向有关。

根据霍尔效应的原理，我们可以通过测量霍尔电压来间接测量磁场的强度和方向。

实验结果：在实验中，我们改变了磁场的强度和方向，观察到了相应的霍尔电压变化。

当磁场的强度增加时，霍尔电压也随之增加；当磁场的方向改变时，霍尔电压的正负号也会相应改变。

通过记录数据和绘制曲线，我们可以清晰地看到磁场与霍尔电压之间的关系。

实验讨论：通过实验，我们验证了霍尔效应法测量磁场的可行性。

然而，实验中也存在一些误差和不确定性。

首先，霍尔元件本身的参数和性能可能会对实验结果产生影响。

其次，电路连接的稳定性和准确性也会对测量结果产生影响。

在实际应用中，我们需要对这些因素进行充分考虑，并采取相应的措施来减小误差。

实验应用：霍尔效应法广泛应用于磁场测量和传感器技术中。

通过利用霍尔效应，我们可以制造出各种类型的磁场传感器，用于测量和控制磁场。

例如，在电动汽车中，霍尔效应传感器可以用于测量电动机的转速和位置，从而实现精确的控制。

此外，霍尔效应还可以应用于磁存储器、磁共振成像等领域。

实验十二 用霍尔效应测磁场实验目的 1．了解霍尔效应的基本原理。

．了解霍尔效应的基本原理。

2．学习用霍尔效应测量磁场。

．学习用霍尔效应测量磁场。

实验仪器HL —4霍尔效应仪，稳流电源，稳压电源，安培表，毫安表，功率函数发生器，特斯拉计，数字万用表，电阻箱等。

功率函数发生器，特斯拉计，数字万用表，电阻箱等。

实验原理1．霍尔效应．霍尔效应若将通有电流的导体置于磁场B 之中，磁场B （沿z 轴）垂直于电流I H （沿x 轴）的方向，如图4－14－1所示，则在导体中垂直于B 和I H 的方向上出现一个横向电位差U H ，这个现象称为霍尔效应。

效应。

这一效应对金属来说并不显著，但对半导体非常显著。

霍尔效应可以测定载流子浓度及载流子迁移率等重要参数，以及判断材料的导电类型，是研究半导体材料的重要手段。

还可以用霍尔效应测量直流或交流电路中的电流强度和功率以及把直流电流转成交流电流并对它进行调制、放大。

用霍尔效应制作的传感器广泛用于磁场、位置、位移、转速的测量。

大。

用霍尔效应制作的传感器广泛用于磁场、位置、位移、转速的测量。

霍尔电势差是这样产生的：当电流I H 通过霍尔元件（假设为P 型）时，空穴有一定的漂移速度v ，垂直磁场对运动电荷产生一个洛沦兹力，垂直磁场对运动电荷产生一个洛沦兹力)(B v F ´=q B （4－14－1）式中q 为电子电荷。

洛沦兹力使电荷产生横向的偏转，洛沦兹力使电荷产生横向的偏转，由于样品有边界，由于样品有边界，所以有些偏转的载流子将在边界积累起来，产生一个横向电场E ，直到电场对载流子的作用力F E =q E 与磁场作用的洛沦兹力相抵消为止，即作用的洛沦兹力相抵消为止，即E B v q q =´)( （4－14－2）这时电荷在样品中流动时将不再偏转，霍尔电势差就是由这个电场建立起来的。

这时电荷在样品中流动时将不再偏转，霍尔电势差就是由这个电场建立起来的。

如果是N 型样品，则横向电场与前者相反，所以N 型样品和P 型样品的霍尔电势差有不同的符号，据此可以判断霍尔元件的导电类型。

霍尔效应测量磁场实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、掌握用霍尔效应测量磁场的方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪进行测量和数据处理。

二、实验原理1、霍尔效应当电流 I 沿垂直于磁场 B 的方向通过半导体薄片时，在薄片的垂直于电流和磁场的两侧面之间会产生一个横向电势差 UH，这个现象称为霍尔效应。

UH 称为霍尔电势差。

霍尔电势差的产生是由于运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用。

设半导体薄片中的载流子（假设为电子）的电荷量为 q，平均定向移动速度为 v，薄片的宽度为 b，厚度为 d，则电子受到的洛伦兹力为：F ＝ qvB在洛伦兹力的作用下，电子向一侧偏转，从而在薄片的两侧面之间形成了一个电场E，当电场力与洛伦兹力达到平衡时，电子不再偏转，此时有：qE ＝ qvBE ＝ vB电场强度 E 与电势差 UH 的关系为：E ＝ UH ／ b所以霍尔电势差为：UH ＝ IB ／ nqd其中，n 为载流子浓度。

2、霍尔系数和灵敏度霍尔系数 RH ＝ 1 ／ nq，它反映了材料的霍尔效应特性。

霍尔元件的灵敏度 KH ＝ RH ／ d，表示单位磁感应强度和单位控制电流下的霍尔电势差。

三、实验仪器霍尔效应实验仪、特斯拉计、直流电源、毫安表、伏特表等。

四、实验内容及步骤1、仪器连接按照实验仪器说明书，将霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表等正确连接。

2、调节磁场打开特斯拉计，调节磁场强度到一定值，并记录下来。

3、测量霍尔电势差（1）保持磁场强度不变，改变电流 I 的大小，测量不同电流下的霍尔电势差 UH，并记录数据。

（2）保持电流 I 不变，改变磁场强度 B 的大小，测量不同磁场强度下的霍尔电势差 UH，并记录数据。

4、数据处理（1）根据测量数据，绘制 UH I 曲线和 UH B 曲线。

（2）通过曲线斜率计算霍尔系数 RH 和灵敏度 KH。

五、实验数据记录与处理1、数据记录｜电流 I （mA) ｜霍尔电势差 UH （mV) ｜磁场强度 B （T) ｜霍尔电势差 UH （mV) ｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 100 ｜ 500 ｜ 010 ｜ 550 ｜｜ 200 ｜ 1000 ｜ 020 ｜ 1100 ｜｜ 300 ｜ 1500 ｜ 030 ｜ 1650 ｜｜ 400 ｜ 2000 ｜ 040 ｜ 2200 ｜｜ 500 ｜ 2500 ｜ 050 ｜ 2750 ｜2、绘制曲线以电流 I 为横坐标，霍尔电势差 UH 为纵坐标，绘制 UH I 曲线。

实验1 利用霍尔效应测量磁场一、 实验目的1. 了解产生霍尔效应的机制；2. 学会用霍尔元件测量磁场的基本方法；3. 进一步熟悉箱式电位差计的使用。

二、 实验内容1. 了解产生霍尔效应的机制以及附加电压和霍尔电压的概念。

2. 在霍尔电流和励磁电流一定的情况下测量螺线管内部各点的ex V 和'ex V 数值，进而计算各点的磁感强度B 的数值。

三、 实验原理1．霍尔效应将一块半导体薄片（例如N 型锗片）垂直放置在磁场B 中，如果沿薄片的纵向通以恒定电流I C （如图1所示），那么，在薄片的横向端面a 、b 之间就会出现相应的电势差V H 。

称为霍尔电压。

图1-1N 型半导体的载流子为电子。

自然，锗片中载流子（电子）沿电流c I 的相反方向运动（见图1-1）。

设其速度为v ，则所受洛伦兹力为：L f qv B ev B =⨯=-⨯(1.1)电子受力偏转而聚集在b 端面上，使其带负电荷，而在a 端面上，则带等量正电荷。

这样，在a 、b 两端面间就建立起电场H E ；相应地，载流子受到电场力：E H f eE =-的作用，由图1-1看出，E f 与L f 的方向相反。

在10-13—10-11秒内达到力学平衡（E L f f =）。

这时，电流I C 中的载流子在横向无偏转，端面a 和b 上电荷不再增加。

a 和b 之间就形成一个稳定电场E H （称为霍尔电场），它应满足下列关系： H eE evB = 即H E vB =(1.2)又H H V lE =这里l 是霍尔片的横向宽度。

设单位体积内含载流子数（载流子浓度）为n 。

则通过N 型半导体霍尔片的电流与载流子平均速度的关系为：c I v neld =-式中d 是霍尔片的厚度，ld 代表霍尔片的横截面积。

由以上诸式，可得c H H c I BV lvB K I B ned ==-=(1.3)K H 为霍尔元件的灵敏度，其符号与载流子荷电的符号相同。

那么，由上式得外磁场的实验值HH c V B K I =实(1.4)2．附加电压和霍尔电压在实验中直接测得的电压并非是霍尔电压H V ，它还包括附加电压0V 、P V 和S V 。

用霍尔效应测量磁场的实验报告
实验目的：掌握用霍尔效应测量磁场的方法，并测量出磁场的大小。

实验原理：当一个电流通过一块导体板时，如果与该板垂直方向的磁场发生变化，板上就会产生电势差，即霍尔电压，这就是霍尔效应。

霍尔效应的公式为：VH=B·IB·d，其中VH为霍尔电压，B为磁场大小，IB为电流大小，d为针对霍尔元件的厚度。

实验材料：磁铁、霍尔元件、导线、电流表、电压表、万用表。

实验步骤：
1. 在实验板上固定霍尔元件，并将元件上的三个接头与接线柱连接。

2. 连接电路：电流表与霍尔元件串联，接线柱连接电流源，电源的正电极通过导线连接与霍尔元件的横向端子相接，负极通过导线连接与霍尔元件的竖向端子相接。

3. 调节电流源的纹波电流为零，保证恒流源的输出电流稳定在一个合适的电流值。

4. 将磁铁从霍尔元件上方经过，记录其所在位置和霍尔电压。

5. 依次改变磁铁的位置，记录每个位置的霍尔电压。

6. 将上述实验结果整理，根据霍尔效应公式求出磁场大小B。

实验结果：
磁铁位置（cm）霍尔电压（V）
0 0
1 0.14
2 0.28
3 0.42
4 0.56
公式计算：B=VH÷IB÷d，VH=0.56V，IB=0.5A，d=0.1mm。

B=0.56÷0.5÷0.1=11.2T。

实验结论：通过霍尔效应测量出磁场大小为11.2T。

实验二十二霍尔效应测量磁场
霍尔效应是指当导体（通常是金属或半导体）中有电流流过时，如果将一个垂直于电流方向的外加磁场加入，则在导体两侧会产生一定的电势差（称为霍尔电势），这种现象就是霍尔效应。

利用霍尔效应可以测量磁场强度。

下面是关于霍尔效应测量磁场实验的分析与总结：
实验原理：
当一块导体（霍尔元件）被垂直于磁场放置时，磁场会对电子的运动轨迹产生影响，导致电子在导体中积累，并产生电势差。

这个电势差称为霍尔电势（VH），霍尔电势与磁场强度（B）、电流强度（I）、导体材料和几何尺寸有关。

霍尔电势的大小可以通过测量导体两端的电压差来确定。

实验步骤：
1.将霍尔元件放置在磁场中心。

2.将电流通过霍尔元件。

3.测量霍尔电势，可以通过连接外部电压表来测量电势差。

4.改变磁场强度或电流强度并重新测量霍尔电势。

5.记录数据并进行数据处理。

实验总结：
1.霍尔效应可以用来测量磁场强度，它是一种简便、快速、精度高的磁场测量方法。

2.实验中需要注意的是，霍尔元件必须垂直于磁场，否则测量
结果会产生误差。

3.实验中需要选择合适的电流强度和测量范围，以保证测量结果的准确性和稳定性。

4.实验过程中需要进行数据处理和分析，以获得更加准确的测量结果。

5.霍尔效应不仅可以用于磁场测量，还可以用于其他领域的研究，如半导体物理、热电测量等。

实验 --利用霍尔效应测量磁场大学物理实验预报告姓名。

实验班号。

实验号。

实验十三利用霍尔效应测量磁场实验目的：本实验旨在通过利用霍尔效应测量磁场，掌握测量磁场的方法和技巧，加深对霍尔效应原理的理解。

实验原理及仪器介绍：测量磁场需要测出的物理量包括磁场强度、霍尔电压、电流等。

计算磁场强度的公式为B=μI/2πr，其中μ为真空磁导率，I为电流，r为磁场中心到导线的距离。

在实验中，除了霍尔电压外，还会受到其他因素引起的附加电压的干扰，如热电效应、接触电阻等。

这些影响因素可以分为内部因素和外部因素。

消除这些影响因素的方法包括使用差动放大器、保持电路稳定等。

螺线管内外磁场测定装置上的换向开关可以改变励磁电流的方向，从而改变磁场的方向。

具体工作原理为，当开关切换时，电路中会产生瞬时电流，从而改变磁场的方向。

实验内容：在实验中使用霍尔元件时需注意以下事项：首先，霍尔效应专用电源、螺线管内外磁场测定装置和霍尔元件之间的励磁电流、工作电流、霍尔电压必须一一对应，否则将会产生误差。

其次，在连接电路前和实验结束后，应对励磁电流、工作电流调节旋钮进行调整，以保证实验的准确性。

测量螺线管内部磁场分布时，应从螺线管中部开始测量，并通过调整霍尔片的位置确定其处于螺线管正中间。

此外，由于流经螺线管的励磁电流很大，会使螺线管发热，从而影响霍尔元件的灵敏度，因此在实验时需采取相应措施克服这一影响。

当霍尔元件将要移出螺线管时，霍尔效应专用电源显示的电压可能会发生变化，这是由于霍尔电压的方向与磁场方向的变化导致的。

在实验中应当注意观察这一现象，并分析其原因。

用霍尔效应测量磁场一、实验内容：1.了解霍尔电压产生的机制；2.学会用霍尔元件测量磁场的基本方法二、实验仪器：螺线管磁场测试仪、长直螺线管磁场装置、双刀换向开关1.霍尔效应图1 霍耳效应如图（1）所示，霍尔元件是均匀的N型半导体材料制成的矩形薄片，长为L，宽为b，厚为d。

当在1、2两端加上电压，同时有一个磁场B垂直穿过元件的宽面时，在3、4两端产生电位差(V)，这种现象为霍尔效应。

H霍尔片内定向运动的载流子所受洛仑兹力B f和静电作用力E f相等时，3、4两面将建立起一稳定的电位差，即霍耳电压HV:KV HBI（1）HHK是霍尔元件的灵敏度。

H2.附加电压1）不等位电势差0V：与磁场B换向无关，随电流H I换向而换向；2）厄廷好森（Etinghausen ）效应温差电势差0V ：随磁场B 和电流H I 换向而换向； 3）能斯脱（Nernst ）效应热流电势差p V ：随磁场B 换向而换向，与电流H I 换向无关； 4）里纪－勒杜克（Righi-leduc ）效应附加温差电势差s V ：随磁场B 换向而换向，与电流H I 换向无关；3. 附加电压的消除根据附加电压随磁场B 和电流H I 换向而各自呈现的特点加以消除。

（+H I ，+B ） s p t H V V V V V V +++++=01 （-H I ，+B ） s p t H V V V V V V ++---=02 （-H I ，-B ） s p t H V V V V V V --+-+=03 （+H I ，-B ） s p t H V V V V V V ---+-=04 测量表达式：（2）四、实验步骤：1. 仪器连接将螺线管磁场装置与螺线管磁场测试仪电路连接好：2. 调节螺线管的励磁电流M I (或H I )、调节霍耳元件的工作电流I S (或H I )测试仪在通电前，应将“I S (或 H I )调节”和“M I 调节”两个旋钮置于零位(即逆时针旋到底)。

霍尔效应测量磁场【实验目的】(1) 了解霍尔效应的基本原理(2) 学习用霍尔效应测量磁场【仪器用具】仪器名参数电阻箱∅霍尔元件∅导线∅SXG-1B毫特斯拉仪±(1% +0.2mT) PF66B型数字多用表200 mV档±(0.03%+2)DH1718D-2型双路跟踪稳压稳流电源0~32V 0~2A Fluke 15B数字万用表电流档±(1.5%+3)Victor VC9806+数字万用表200 mA档±(0.5%+4)【实验原理】(1)霍尔效应法测量磁场原理若将通有电流的导体至于磁场B之中，磁场B(沿着z轴)垂直于电流I S(沿着x轴)的方向，如图1所示则在导体中垂直于B和I S方向将出现一个横向电位差U H，这个现象称之为霍尔效应。

图 1 霍尔效应示意图若在x方向通以电流I S，在z方向加磁场B，则在y方向A、A′两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场.当载流子所受的横向电场力F E洛伦兹力F B相等时：q(v×B)=qE此时电荷在样品中不再偏转，霍尔电势差就有这个电场建立起来。

N型样品和P型样品中建立起的电场相反，如图1所示，所以霍尔电势差有不同的符号，由此可以判断霍尔元件的导电类型。

设P型样品的载流子浓度为p，宽度为w，厚度为的d。

通过样品电流I S=pqvwd，则空穴速率v=I S/pqwd，有U H=Ew=I H Bpqwd=R HI H Bd=K H I H B其中R H=1/pq称为霍尔系数，K H=R H/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度。

(2)霍尔元件的副效应及其消除方法在实际测量过程中，会伴随一些热磁副效应，这些热磁效应有：埃廷斯豪森效应：由于霍尔片两端的温度差形成的温差电动势U E能斯特效应：热流通过霍尔片在其端会产生电动势U N里吉—勒迪克效应：热流通过霍尔片时两侧会有温度差产生，从而又产生温差电动势U R除此之外还有由于电极不在同一等势面上引起的不等位电势差U0为了消除副效应，在操作时我们需要分别改变IH和B的方向，记录4组电势差的数据当I H正向，B正向时：U1=U H+U0+U E+U N+U R当I H负向，B正向时：U2=−U H−U0−U E+U N+U R当I H负向，B负向时：U3=U H−U0+U E−U N−U R当I H正向，B负向时：U4=−U H+U0−U E−U N−U R取平均值有14(U1−U2+U3−U4)=U H+U E≈U H(3)测量电路图 2 霍尔效应测量磁场电路图霍尔效应的实验电路图如图所示。

篇一：霍尔元件测磁场实验报告用霍尔元件测磁场前言：霍耳效应是德国物理学家霍耳（a.h.hall 1855—1938）于1879年在他的导师罗兰指导下发现的。

由于这种效应对一般的材料来讲很不明显，因而长期未得到实际应用。

六十年代以来，随着半导体工艺和材料的发展，这一效应才在科学实验和工程技术中得到了广泛应用。

利用半导体材料制成的霍耳元件，特别是测量元件，广泛应用于工业自动化和电子技术等方面。

由于霍耳元件的面积可以做得很小，所以可用它测量某点或缝隙中的磁场。

此外，还可以利用这一效应来测量半导体中的载流子浓度及判别半导体的类型等。

近年来霍耳效应得到了重要发展，冯﹒克利青在极强磁场和极低温度下观察到了量子霍耳效应，它的应用大大提高了有关基本常数测量的准确性。

在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍耳器件，会有更广阔的应用前景。

了解这一富有实用性的实验，对今后的工作将大有益处。

教学目的：1. 了解霍尔效应产生的机理，掌握测试霍尔器件的工作特性。

2. 掌握用霍尔元件测量磁场的原理和方法。

3. 学习用霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。

教学重难点： 1. 霍尔效应2. 霍尔片载流子类型判定。

实验原理如右图所示，把一长方形半导体薄片放入磁场中，其平面与磁场垂直，薄片的四个侧面分别引出两对电极（m、n和p、s），径电极m、n 通以直流电流ih，则在p、s极所在侧面产生电势差，这一现象称为霍尔效应。

这电势差叫做霍尔电势差，这样的小薄片就是霍尔片。

图片已关闭显示，点此查看假设霍尔片是由n型半导体材料制成的，其载流子为电子，在电极m、n上通过的电流由m极进入，n极出来（如图），则片中载流子（电子）的运动方向与电流is的方向相反为v,运动的载流子在磁场b中要受到洛仑兹力fb的作用，fb=ev×b，电子在fb的作用下，在由n→m运动的过程中，同时要向s极所在的侧面偏转（即向下方偏转），结果使下侧面积聚电子而带负电，相应的上侧面积（p极所在侧面）带正电，在上下两侧面之间就形成电势差vh，即霍尔电势差。