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大学物理实验课后答案

实验一霍尔效应及其应用【预习思考题】1．列出计算霍

尔系数、载流子浓度n、电导率及迁移率的计算公式，并注

明单位。

霍尔系数，载流子浓度，电导率，迁移率。

2．如已知霍尔样品的工作电流及磁感应强度B的方向，如

何判断样品的导电类型？以根据右手螺旋定则，从工作电流旋到

磁感应强度B确定的方向为正向，若测得的霍尔电压为正，则样

品为P型，反之则为N型。

3．本实验为什么要用3个换向开关？为了在测量时消除一

些霍尔效应的副效应的影响，需要在测量时改变工作电流及磁感应

强度B的方向，因此就需要2个换向开关；除了测量霍尔电压，

还要测量A、C间的电位差，这是两个不同的测量位置，又需要

1个换向开关。

总之，一共需要3个换向开关。

【分析讨论题】1．若磁感应强度B和霍尔器件平面不完全

正交，按式（5.2-5）测出的霍尔系数比实际值大还是小？要

准确测定值应怎样进行？若磁感应强度B和霍尔器件平面不完

全正交，则测出的霍尔系数比实际值偏小。

要想准确测定，就需要保证磁感应强度B和霍尔器件平面完全

正交，或者设法测量出磁感应强度B和霍尔器件平面的夹角。

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2．若已知霍尔器件的性能参数，采用霍尔效应法测量一个未

知磁场时，测量误差有哪些来源？误差来源有：

测量工作电流的电流表的测量误差，测量霍尔器件厚度d的

长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电压的电压表的测量误差，磁

场方向与霍尔器件平面的夹角影响等。

实验二声速的测量【预习思考题】1.如何调节和判断测

量系统是否处于共振状态？为什么要在系统处于共振的条件下进行

声速测定？答：

缓慢调节声速测试仪信号源面板上的信号频率旋钮，使交流毫

伏表指针指示达到最大（或晶体管电压表的示值达到最大），此时

系统处于共振状态，显示共振发生的信号指示灯亮，信号源面板上

频率显示窗口显示共振频率。

在进行声速测定时需要测定驻波波节的位置，当发射换能器S1

处于共振状态时，发射的超声波能量最大。

若在这样一个最佳状态移动S1至每一个波节处，媒质压缩形

变最大，则产生的声压最大，接收换能器S2接收到的声压为最大，

转变成电信号，晶体管电压表会显示出最大值。

由数显表头读出每一个电压最大值时的位置，即对应的波节位

置。

因此在系统处于共振的条件下进行声速测定，可以容易和准确

地测定波节的位置，提高测量的准确度。

2.压电陶瓷超声换能器是怎样实现机械信号和电信号之间

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的相互转换的？答：

压电陶瓷超声换能器的重要组成部分是压电陶瓷环。

压电陶瓷环由多晶结构的压电材料制成。

这种材料在受到机械应力，发生机械形变时，会发生极化，同

时在极化方向产生电场，这种特性称为压电效应。

反之，如果在压电材料上加交变电场，材料会发生机械形变，

这被称为逆压电效应。

声速测量仪中换能器S1作为声波的发射器是利用了压电材料的

逆压电效应，压电陶瓷环片在交变电压作用下，发生纵向机械振动，

在空气中激发超声波，把电信号转变成了声信号。

换能器S2作为声波的接收器是利用了压电