实验报告
学生姓名：实验地点：
学号：
指导教师：
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IH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UH。
如图1所示，这种现象称为霍耳效应，UH称为霍耳电压。霍耳发现，霍耳电压UH与
电流强度IH和磁感应强度B成正比，与磁场方向薄片的厚度d反比，即
UH

R
IHBd
（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Rd常用另一常数K来表示，有
UHKIHB
（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IH和霍耳电压UH，就可根据式
算出磁感应强度B。
BUHKIH
（3）
f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IH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
fBevB
方向沿Z方向。在fB的作用下，电荷将在元件沿Z方向的两端面堆积形成电场EH（见图
2），它会对载流子产生一静电力fE，其大小为
fEeEH
方向与洛仑兹力fB相反，即它是阻止电荷继续堆积的。当fB和fE达到静态平衡后，有
fBfE，即evBeEHeUHb，于是电荷堆积的两端面（Z方向）的电势差为
UHvbB
（4）
通过的电流IH可表示为
式中
是电子浓度，得将式（5）代人式（4）可得可改写为
IH
evbd
vIH
ebd
UH


IHB
ed
（5）
fUH

R
IHBd

KIHB
该式与式（1）和式（2）一致，R1就是霍耳系数。
e
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r