大學物理實驗電子教案模板

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大 學 物 理 實 驗 教 案實驗題目 霍耳效應法測量磁場實驗性質(zhì)基本實驗實驗學時3教師冷雪松教學目的1、熟悉和掌握霍爾磁場測試儀器和霍爾效應裝置的使用方法 2、了解霍爾效應產(chǎn)生的原理3、學習和掌握了用霍爾效應的方法測量磁場4、學習霍爾效應研究半導體材料的性能的方法以及消除副效應影響的方法重 點消除副效應對測量結果的影響難 點霍爾效應的產(chǎn)生機理怎樣消除影響測量準確性的附加效應教學過程的設計課前的準備：儀器設備的檢查，注意要校準砝碼。實驗的預做（采集三組以上數(shù)據(jù)進行處理）。作出數(shù)據(jù)表格設計的參考。課上教學的設計：一、課上的常規(guī)檢查 （預習報告、數(shù)據(jù)表格的設計等）。 (5

2、 分鐘) 二、講解的設計 (30分鐘)1、引言德國物理學家霍爾（E.H.Hall）1879年研究載流導體在磁場中受力的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)，任何導體通以電流時，若存在垂直于電流方向的磁場，則導體內(nèi)部產(chǎn)生與電流和磁場方向都垂直的電場，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應，它是一種磁電效應(磁能轉(zhuǎn)換為電能)。二十世紀五十年代以來，由于半導體工藝的發(fā)展，先后制成了多種有顯著霍爾效應的材料，這一效應的應用研究也隨之發(fā)展起來?，F(xiàn)在，霍爾效應已在測量技術、自動化技術、計算機和信息技術等領域得到了廣泛的應用。在測量技術中，典型的應用是測量磁場。測量磁場方法不少，但其中以霍爾效應為機理的測磁方法因結構簡單、體積小、測量速度快等優(yōu)點而有

3、著廣泛的應用，本實驗就是采用這種方法。通過本實驗了解霍爾效應的物理原理，掌握用磁電傳感器霍爾元件測量磁場的基本方法，學習用異號法消除不等位電壓產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。2、提出本實驗的目的與任務，講授為完成本實驗設計思想和設計原則實驗原理霍爾效應實質(zhì)上是運動電荷在磁場中受到洛侖磁力的作用后發(fā)生偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，當霍爾電場力與洛侖磁力平衡時，霍爾片中載流子不在遷移，這樣就在霍爾片的上下兩個平面間形成了恒定的電位差霍爾電位差UH，實驗測定系數(shù)RH=1/ne稱為霍爾系數(shù)，是反映材料霍爾效應強弱的重要參數(shù)，載流子濃度n越小,則RH越大，UH也越大，所以只有當半導體(n比金屬的小得多)出現(xiàn)以后，霍爾效應的應用才得以發(fā)

4、展。對于特定的霍爾元件，其厚度d確定，定義霍爾靈敏度KH=RH /d，KH與霍爾片的材料性質(zhì)、幾何尺寸有關，對于一定的霍爾片，其為常數(shù)。這樣上式是霍爾效應測磁場的基本理論依據(jù)，只要已知KH，用儀器測出I及UH，則可求出磁感應強度B。3、實驗的拓展：(由本實驗的完成深化和延伸所學的知識，啟發(fā)學生利用現(xiàn)有的設備拓展出新的實驗內(nèi)容,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。)1）、測量霍爾元件的不等位電勢差2）、測量霍爾片的特性曲線4.數(shù)據(jù)的測量與處理 要求用做圖法處理數(shù)據(jù).5介紹主要儀器設備與使用6強調(diào)實驗中要注意的問題1）、霍爾片又薄又脆，切勿用手摸。2）、霍爾片允許通過電流很小，切勿與勵磁電流接錯！3）、

5、電磁鐵通電時間不要過長，以防電磁鐵線圈過熱影響測量結果。三、學生的實驗開始 (100分鐘)四、指導實驗實驗前30分鐘不解答問題,給學生自己理解消化的時間,30分鐘后邊指導邊提出一些問題啟發(fā)學生解答.重點輔導:五、檢查實驗的結果,簽字六、實驗小結 （實驗結束前的10分鐘）1、驗中有哪些影響測量準確度的因素？2、用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)時，是如何利用多次測量來減小測量不確定度的？3、拓展題目完成的意義。時間的掌握：留由5分鐘機動的時間。講作圖法課后思考題1分析本實驗主要誤差來源，計算磁場B的合成不確定度。2以簡圖示意，用霍爾效應法判斷霍爾片上磁場方向。3如何測量交變磁場，寫出主要步驟。參考文獻1.大學

6、物理實驗， 李學慧、高峰等編， 高等教育出版社，出版時間 2005年6月2.大學物理實驗， 高峰等 編， 東北大學出版社，出版時間 1994年3月板書內(nèi)容霍耳效應法測量磁場的題目，在黑板的中央。第一板實驗的目的1、熟悉和掌握霍爾磁場測試儀器和霍爾效應裝置的使用方法 2、了解霍爾效應產(chǎn)生的原理3、學習和掌握了用霍爾效應的方法測量磁場4、學習霍爾效應研究半導體材料的性能的方法以及消除副效應影響的方法重點與難點霍爾效應的產(chǎn)生機理2、消除影響測量準確性的附加效應實驗原理（將原理部分與原理圖分成兩塊）1.原理部分（左側）霍爾效應實質(zhì)上是運動電荷在磁場中受到洛侖磁力的作用后發(fā)生偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的，當霍爾電場力與

7、洛侖磁力平衡時，霍爾片中載流子不在遷移，這樣就在霍爾片的上下兩個平面間形成了恒定的電位差霍爾電位差UH，實驗測定系數(shù)RH=1/ne稱為霍爾系數(shù)，是反映材料霍爾效應強弱的重要參數(shù)，載流子濃度n越小,則RH越大，UH也越大，所以只有當半導體(n比金屬的小得多)出現(xiàn)以后，霍爾效應的應用才得以發(fā)展。對于特定的霍爾元件，其厚度d確定，定義霍爾靈敏度KH=RH /d，KH與霍爾片的材料性質(zhì)、幾何尺寸有關，對于一定的霍爾片，其為常數(shù)。這樣上式是霍爾效應測磁場的基本理論依據(jù)，只要已知KH，用儀器測出I及UH，則可求出磁感應強度B。實驗的原理圖2.實驗的過程設計（1）擬好實驗步驟。（2）根據(jù)儀器設備的使用方法，確定各物理量的測量方法。3實驗的拓展1）、測量霍爾元件的不等位電勢差2）、測量霍爾片的特性曲線4表格：略5、實驗報告的要求：1.數(shù)據(jù)