试分析霍尔效应产生的原因。霍尔电动势的大小、方向与哪些因素有关?

参考答案：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流通过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。如将N型半导体薄片,垂直置于磁场中。在薄片左右两端通以电流，这时半导体中的载流子(电子)将沿着与电流相反的方向运动。由于外磁场的作用，电子将受到磁场力(洛仑兹力)的作用而发生偏转，结果在半导体的后端面上积累了电子而带负电，前端面则因缺少电子而带正电，从而在前后端面间形成电场。该电场产生的电场力也将作用于半导体中的载流子，电场力方向和磁场力方向正好相反，当与大小相等时，电子积累达到动态平衡。这时，在半导体前后两端面之间建立的电动势就称为霍尔电动势。
霍尔电动势的大小正比于激励电流 与磁感应强度 ，且当 或 的方向改变时，霍尔电动势的方向也随着改变，但当 和 的方向同时改变时霍尔电动势极性不变。