СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
Физика
Cайты, меню, вход, новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 32 № 9759

В современных научных и технических устройствах часто используются линейные датчики индукции магнитного поля, работа которых основана на эффекте Холла. Этот эффект состоит в возникновении поперечной разности потенциалов в проводнике или полупроводнике с электрическим током, находящемся в магнитном поле, перпендикулярном току. Пусть вдоль однородного длинного образца полупроводника прямоугольной формы с поперечным сечением размерами b = 0,3 мм и d = 8 мм и концентрацией носителей заряда e положительного знака («дырок»), равной n = 5 ∙ 1018 см−3, течёт постоянный ток I = 200 мА, а сам образец находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 1,5 Тл, направленной перпендикулярно плоскости образца, вдоль его ребра b (см. рисунок). Чему равна при этом холловская разность потенциалов Ux между гранями образца, параллельными вектору магнитной индукции и току?

Решение.

1. Когда носитель положительного заряда движется под действием электрического поля вдоль образца полупроводника с «дрейфовой» скоростью v по направлению тока I, на него со стороны магнитного поля, направленного «вверх» перпендикулярно скорости и большой плоскости образца, действует сила Лоренца отклоняющая его вправо по ходу движения (см. рис.).

2. Это отклонение продолжается до тех пор, пока на противоположных малых гранях образца не накопятся заряды, достаточные для создания электрического поля Холла Eх в обратном направлении, компенсирующего воздействие магнитного поля: то есть а разность потенциалов между гранями проводника

3. Сила тока равна потоку зарядов через площадь сечения проводника: где env — заряд, пересекающий единицу площади поперечного сечения проводника за единицу времени. Отсюда

4. Подставляя полученное выражение скорости v в формулу для окончательно получаем:

 

 

Ответ: 1,25 мВ.

Источник: Тренировочная работа по физике 13.12.2017, вариант ФИ10203