实验报告霍尔效应

实验名称：用霍尔效应测磁场

目的要求：

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：

霍尔效应仪，问刘电源，稳压电源，安培表，毫安表，功率函数发生器（没用到），特斯拉计，数字万用表，电阻箱，导线

实验原理：

1．  霍尔效应

通电流的导体置于磁场B中，磁场方向垂直于电流IH方向，则导体中会产生垂直于电流方向和磁场方向的电位差UH，这就是所谓霍尔效应。

我们有

比例系数KH = RH / d=1 / pqd

2．用霍尔效应法测量电磁铁的磁场

用霍尔效应制成的特斯拉计，能简便、直观、快速的测量磁场中各点的磁感应强度。由于载流子的类型不同，UH的正负也有不同。

2．  消除霍尔元件副效应的影响

实际测量过程中，还会伴随一些热磁副效应，会使测得的电压不止是UH，还会附加另外一些电压，给测量带来误差。通常的方法是分别改变IH和B的方向（就是IM的方向），测量的到四组数据，取它们的绝对值的平均。

这样容易证明： =UH+UE

UE是所谓温差电动势，非常小，可以忽略不计。

实验内容：

1．  测量霍尔电流IH与霍尔电压UH的关系

将霍尔片置于电磁铁中心处，励磁电流IM=0.6A，测量多组UH和IH，并且每次消除副效应，交换励磁电流和霍尔电压的电极，重复测量，作图。

2．  测量KH

霍尔电流保持IH=10mA，测量B和UH，计算KH

3．  测量磁化曲线

霍尔电流保持在IH=10mA，变化励磁电流，测量霍尔电压，计算磁场，作图。

4．  测量电磁铁磁场沿水平方向分布

励磁电流固定在IM=0.6A，霍尔电流IH=10mA，调节支架从左向右移动霍尔片，测量出磁场随x变化的B-x曲线。

实验数据：

1．  测量霍尔电流IH与霍尔电压UH的关系

2．  测量KH

图表中的斜率就是IHKH，从而求得KH=16.8（mV/mA·T）

3．  测量磁化曲线

4．  测量电磁铁磁场沿水平方向分布

实验结果：

分析与讨论：

 

第二篇：实验报告霍尔效应

实验日期 _________________________

系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________

教师评定 ______________

实验名称：用霍尔效应测磁场 目的要求：

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：

霍尔效应仪，问刘电源，稳压电源，安培表，毫安表，功率函数发生器（没用到），特斯拉计，数字万用表，电阻箱，导线

实验原理：

1． 霍尔效应

通电流的导体置于磁场B中，磁场方向垂直于电流IH方向，则导体中会产生垂直于电流方向和磁场方向的电位差UH，这就是所谓霍尔效应。 我们有

UH = KHIHB

比例系数KH = RH / d=1 / pqd

2．用霍尔效应法测量电磁铁的磁场

用霍尔效应制成的特斯拉计，能简便、直观、快速的测量磁场中各点的磁感应强度。由于载流子的类型不同，UH的正负也有不同。

2． 消除霍尔元件副效应的影响

实际测量过程中，还会伴随一些热磁副效应，会使测得的电压不止是UH，还会附加另外一些电压，给测量带来误差。通常的方法是分别改变IH和B的方向（就是IM的方向），测量的到四组数据，取它们的绝对值的平均。 这样容易证明：

(U1+U2+U3+U4)

4

=UH+UE

UE是所谓温差电动势，非常小，可以忽略不计。

实验日期 _________________________

系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________

教师评定 ______________

实验内容：

1． 测量霍尔电流IH与霍尔电压UH的关系

将霍尔片置于电磁铁中心处，励磁电流IM=0.6A，测量多组UH和IH，并且每次消除副效应，交换励磁电流和霍尔电压的电极，重复测量，作图。

2． 测量KH

霍尔电流保持IH=10mA，测量B和UH，计算KH

3． 测量磁化曲线

霍尔电流保持在IH=10mA，变化励磁电流，测量霍尔电压，计算磁场，作图。

4． 测量电磁铁磁场沿水平方向分布

励磁电流固定在IM=0.6A，霍尔电流IH=10mA，调节支架从左向右移动霍尔片，测量出磁场随x变化的B-x曲线。

实验数据与结果：

1． 测量霍尔电流IH与霍尔电压UH的关系

交换方向前的数据

实验日期 _________________________

交换方向后的数据

系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________

教师评定 ______________

2． 测量KH

图表中的斜率就是IHKH，从而求得KH=16.8（mV/mA·T）

实验日期 _________________________

系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________

教师评定 ______________

3． 测量磁化曲线

实验日期 _________________________

系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________

教师评定 ______________

4． 测量电磁铁磁场沿水平方向分布

IM/A0.6KH/mV/(mA·T)

实验日期 _________________________

系别 ___________ 班号 ____________ 姓名 ______________ 同组姓名 __________

教师评定 ______________

分析与讨论：

测量霍尔电流IH与霍尔电压UH的关系的时候，两组数据都有R2=1，线性相关度很高。说明IH和UH的确是线性关系。

KH测得的数据同参考数据相比偏小，可能是所用的霍尔片同参考测量用的不一样的缘故。 磁化曲线测得的图线也是一条直线，这跟所学的电磁学理论是相符合的。

磁场分布曲线中明显有一段匀强磁场区，在此区域两旁，磁场强度逐渐衰减。这也符合电磁学的有关理论。

附加题目：

1． 本试验的误差主要来源是用特斯拉计测量磁场时带来的系统误差。由于特斯拉计设计简

陋，实验时要评灵感来取得磁场方向并得到B，这样，会导致测得的数值一般比真实值要小。

于是KH就会比较大。

最终的磁场分布中的B的极限误差为

e(B)e(U)e(K)e(I)

= + + BUHKHIH

2．元件是P半导体，U34>0，则B应为穿出纸面向上。

3．还有残留的磁场，因为电磁铁会有剩磁，所以还有较小的UH是正常的。

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