好文档 - 专业文书写作范文服务资料分享网站

12-13学年高二物理第一学期 能力训练(11)

天下 分享 时间: 加入收藏 我要投稿 点赞

物理能力训练(11)

1.求解半导体载流子的浓度

载流子浓度是半导体材料的重要参数,工艺上通过控制三价或者五价掺杂原子的浓度,来控制P型或者N型半导体的载流子浓度。利用霍尔效应可以测量载流子的浓度或者类型。如图所示一块半导体材料样品,均匀磁场垂直于样品表面,样品中通过的电流为I,现在测得霍尔电压为UH,证明样品载流子浓度为

n?IB

edUH证明:通电半导体中的载流子在洛仑兹力的作用下,逐渐积累在相距为b的导体两侧,形成霍尔电压

UH?VBb

而流经导体横截面S(S=bd)的电流为

I?jbd?neVbd

由此可得到,载流子的浓度为

n?IB edUH

2.求解加磁场后水银的流速

如图所示,有一个长为l,宽为b,高为h的矩形管,图中前后两侧面(阴影部分)为导体板,其余部分为绝缘板,用导线将两金属板相连,金属板和导线的电阻可以忽略不计。今有电阻率为?的水银流过矩形管,流速为V0.设管中水银的流速与管两端的压强差成正比,已知流速为V0时的压强差为

P0,在垂直于矩形管上下平面的方向上加均匀磁场,磁感强度为B,试求:

加磁场后水银的流速。

解:由分析可以得到,由于水银的流动,产生压差的增量为

FB2Vl?P????

S?此时管两端的压差为

P?P0??P?P0?又根据题意,有

B2Vl?

P??PV?0 V0P0解,得到

V?V0 2BlV01??P0

3.求解输电线中的电流和输送的电功率

一直流变电站将电压为500kV的直流电,通过两条截面不计的平行输电线输向远方。已知两输电导线间单位长度的电容为3.0?10消,试求:

(1) 通过输电线的电流; (2) 输送的功率。

分析:当平行输电线中的电流相反时,它们之间存在相互排斥的安培力,其大小可由安培定律确定。若两导线间距为d,一导线在另一导线位置激发的磁感强度B??11F/m,若导线间的静电力与安培力正好抵

?0I,2?d导线单位长度所受安培力的大小为fB?BI。由于电流是电荷的定向运动形成的,可将导线看作带等量异号电荷的导体,因为两导线间单位长度的电容C和电压U已知,则单位长度导线所带的电荷??CU,一导线在另一导线位置所激发的电场强度

E??,两导线间的单位长度所受的静电吸引力fE?E?。使静电力和安培力正

2??0d好抵消,即

??fB?fE?0

可以解得输电线中的电流。

解:由分析,单位长度导线所受的安培力和静电力分别为

?0I2fB?BI?

2?dC2U2 fE?E??2??0d??由于fB?fE?0,可得到

?0I2C2U2 ?2?d2??0d解,得到

I?CU?0?0?4.5?103A

(2)输出功率为

P?IU?2.25?109W。

答案:

12-13学年高二物理第一学期 能力训练(11)

物理能力训练(11)1.求解半导体载流子的浓度载流子浓度是半导体材料的重要参数,工艺上通过控制三价或者五价掺杂原子的浓度,来控制P型或者N型半导体的载流子浓度。利用霍尔效应可以测量载流子的浓度或者类型。如图所示一块半导体材料样品,均匀磁场垂直于样品表面,样品中通过的电流为I,现在测得霍尔电压为UH,证明样品载流子浓度为n?IB
推荐度:
点击下载文档文档为doc格式
0z0br427i10weks4q8jb3z01x0bw3600n59
领取福利

微信扫码领取福利

微信扫码分享