电路和电流中的空穴能移动吗

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半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半导体的载流子是带正电的“空穴”,如图所示,一块厚度为d、宽度为L的长方形半导体样品,置于方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,当半导体样品中通以向右的电流强度为I的恒定电流时,样品上、下底面出现恒定电势差U,且上表面带正电、下表面带负电.设半导体样品中每个载流子带电荷量为q,半导体样品中载流子的密度(单位体积内载流子的个数)用n表示(已知电流I=nqvS,其中v为载流子定向移动的速度,S为导体横截面积),则下列关于样品材料类型的判断和其中载流子密度n大小的表达式正确的是(  )是N型半导体,n=BIqdU是P型半导体,n=BIqdU是N型半导体,n=BIqLU是P型半导体,n=BIqLU
本题难度:一般
题型:单选题&|&来源:网络
分析与解答
习题“半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半导体的载流子是带正电的“空穴”,如图所示,一块厚度为d、宽度为L的长方形半导体样品,置于方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中...”的分析与解答如下所示:
根据左手定则判断带电粒子的电性,根据最终洛伦兹力和电场力平衡列式,再根据电流的微观表达式列式,最后联立求解即可.
解:电流向右,磁场垂直向内,故粒子受到的洛伦兹力向上,由于样品上表面带正电,故载流子是带正电的“空穴”,是P型半导体;最终洛伦兹力和电场力平衡,有:qvB=qUd&&&&&&&&&& ①电流的微观表达式为:I=nqvS&&&&&&&&&&& ②联立解得:n=BIqdU故选:B.
本题关键是明确霍尔效应的原理,知道左手定则中四指指向电流方向,不难.
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半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半导体的载流子是带正电的“空穴”,如图所示,一块厚度为d、宽度为L的长方形半导体样品,置于方向如图所示、磁感应强度大小为B的...
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经过分析,习题“半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半导体的载流子是带正电的“空穴”,如图所示,一块厚度为d、宽度为L的长方形半导体样品,置于方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中...”主要考察你对“霍尔效应及其应用”
等考点的理解。
因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
霍尔效应及其应用
与“半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N型半导体的载流子是带负电的电子,P型半导体的载流子是带正电的“空穴”,如图所示,一块厚度为d、宽度为L的长方形半导体样品,置于方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中...”相似的题目:
如图所示,是磁流体动力发电机的工作原理图.&一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管,其宽度为a,高度为b,其内充满电阻率为ρ的水银,由涡轮机产生的压强差p使得这个流体具有恒定的流速v.管道的前后两个侧面上各有长为L的由铜组成的面,实际流体的运动非常复杂,为简化起见作如下假设:a.尽管流体有粘滞性,但整个横截面上的速度均匀;b.流体的速度总是与作用在其上的合外力成正比;c.导体的电阻:R=ρl/S,其中ρ、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积;d.流体不可压缩.若由铜组成的前后两个侧面外部短路,一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域,磁感强度为B(如图).(1)写出加磁场后,两个铜面之间区域的电阻R的表达式(2)加磁场后,假设新的稳定速度为v,写出流体所受的磁场力F与v关系式,指出F的方向(3)写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式(用v、p、L、B、ρ表示);(4)为使速度增加到原来的值v,涡轮机的功率必须增加,写出功率增加量的表达式(用v、a、b、L、B和ρ表示).&&&&
如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向上,由于磁场的作用,则&&&&板左侧聚集较多电子,使b点电势高于a点电势板左侧聚集较多电子,使a点电势高于b点电势板右侧聚集较多电子,使a点电势高于b点电势板右侧聚集较多电子,使b点电势高于a点电势
为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况,技术人员在排污管中安装了监测装置,该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔,其宽和高分别为b和c,左、右两端开口与排污管相连,如图所示.在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在空腔前、后两个侧面上各有长为a的相互平行且正对的电极M和N,M和N与内阻为R的电流表相连.污水从左向右流经该装置时,电流表将显示出污水排放情况.下列说法中正确的是&&&&M板比N板电势高污水中离子浓度越高,则电流表的示数越小污水流量越大,则电流表的示数越大若只增大所加磁场的磁感应强度,则电流表的示数也增大
“半导体中参与导电的电流载体称为载流子.N...”的最新评论
该知识点好题
1(2013o重庆)如图所示,一段长方体形导电材料,左右两端面的边长都为a和b,内有带电量为q的某种自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B.当通以从左到右的稳恒电流I时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U,且上表面的电势比下表面的低.由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为(  )
2电磁流量计广泛应用于测量可导电液体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道.其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度B的匀强磁场,磁场方向垂直前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为(  )
3霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图1所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足UH=kIBd,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图1所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与&&&&(填“M”或“N”)端通过导线相连.②已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示.
I(×10-3A)&3.0&6.0&9.0&12.0&15.0&18.0&UH(×10-3V)&1.1&1.9&3.4&4.5&6.2&6.8&根据表中数据在图3中画出UH-I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为&&&&×10-3VomoA-1oT-1(保留2位有效数字).③该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图2所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向&&&&(填“a”或“b”),S2掷向&&&&(填“c”或“d”).为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中.在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件&&&&和&&&&(填器件代号)之间.
该知识点易错题
1(2000o安徽)如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和B的关系为U=kIBd,式中的比例系数k称为霍尔系数.设电流I是由自由电子的定向流动形成的,电子的平均定向移动速度为v,电荷量为e,回答下列问题:(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势&&&&下侧面A′的电势(填“高于”“低于”或“等于”);(2)电子所受的洛伦兹力的大小为&&&&;(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为&&&&;(4)证明霍尔系数为k=1ne,其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数.
2(2014o孝感二模)中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果.如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向垂直时,在导体上下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是(  )
3(2014o临沂模拟)霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器,广泛应用于各领域,如在翻盖手机中,常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序.如图是一霍尔元件的示意图,磁场方向垂直霍尔元件工作面,霍尔元件宽为d(M、N间距离),厚为h(图中上下面距离),当通以图示方向电流时,MN两端将出现电压UMN,则(  )
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为什么半导体材料空穴比电子传输快
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在电路中移动,注意本征半导体中的空穴并不能移动.P型半导体是有掺杂叁价元素的,硅原子少了一个电子,这个电子转移到了三价元素的空穴上.2,其本身还是呈“中性的”,在外电场的作用下,会动态的“拉外部电子”,当拉到一定数量的电子,只是“可与电子配对的自由空穴”较多.该激发的电子形成了回路的电路.宏观上,热激发和“电子和空穴的复合”在同时进行,达到“动态平衡”,内部的电场会迫使该“P型半导体”不再多拉电子,达到动态平衡,但一定会有“成为载流子”的电子在回路中移动、对于P型半导体来说.另外硅的共价键是不很稳定,所以它常用来做半导体1、首先本征半导体的空穴浓度和电子浓度是相等的;在符合条件(1)和其他有源器件和无源器件构成回路和条件(2)电子激发下,激发的电子成为载流子
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金属中明明自由电子移动才形成电流 为什么电流方向是相反的感觉很疑惑 我知道说人们规定电流方向为正电荷的移动方向,可是比如说:明明在金属里是电子从左往右移动,我们却把方向理解成从右往左……不会出错吗?当年初中的时候就很纳闷 今天也没明白过来 万能的百度啊也想问问 如果没有什么关系 那电流方向的意义是什么
首先回答你什么是电流方向:规定正电荷的移动方向为电流方向 现在回答你关于金属电流的方向:金属中移动的不是正电荷而是电子,它的极性为负,电流是个矢量它是有方向的,规定的电流你可以理解为+I,那么金属电流呢就是 -I,但在实际应用中我们仍使用+I,因为这是甲鱼的臀部————规定
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与《金属中明明自由电子移动才形成电流 为什么电流方向是相反的》相关的作业问题
估计是答案错了.或者图标错了,如果横着的是B,纵向是I就是答案了.会就可以,没必要纠结于答案.答案也只是参考而已.
1.导线两端存在电压差 电子的定向运动 正极 导线 负极2.电路 串 并3.并 串
会,一部分电子由带负电的验电器流向不带电的,电流方向相反.
(1)物理学上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向.(2)电荷的定向移动形成电流.——不是像你所说“正电荷的定向移动形成电流”;(3)有正电荷定向移动的例子,例如:电解质导电,正负电荷都在定向移动;(4)金属导体中,是自由电子移动形成电流.也就是说,电流的方向与自由电子移动的方向相反. 再问: 哦 再答: 应该说电子
(1)物理学上规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向.(2)电荷的定向移动形成电流.——不是像你所说“正电荷的定向移动形成电流”;(3)有正电荷定向移动的例子,例如:电解质导电,正负电荷都在定向移动;(4)金属导体中,是自由电子移动形成电流.也就是说,电流的方向与自由电子移动的方向相反.
加分吧,重赏之下必有勇夫
金属能导电是因为金属中有能自由移动的电子,电流是由电子的移动形成的,而在国际上是规定正电荷移动方向为电流方向,因此,金属中只有电子(负电荷)在移动,电流方向与电子(负电荷)移动方向相反.
金属中只存在电子,也就是负电荷,当形成电流时它是定向移动的,可以说方向是一定的,然后我们规定了与负电荷运动相反得方向为正电荷运动方向,也就是电流方向 再问: 也就是说这个正电荷运动方向是相对的,而不是一定的? 再答: 是一定的,电流形成原因是因为存在电场或有电动势,这个时候电荷就会按一定方向运动,只是正负相对
是,金属中与电子对应的正电荷是原子实,真移动就麻烦了.再有,在电路中,我们更关心的是电场的传播方向,不用太关心电子怎么动
不对,电流可以理解为电子的流动,接通后便有了电流
1、金属内有自由电子,电阻不是原子核的束缚力,而是金属中原子除去自由电子剩下的带正电的离子对电子定向移动产生的阻挡碰撞,温度越高,此正离子在平衡位置的震动越剧烈,阻挡效果越好.2、在绝缘体中,自由电子太少,所以温度上升,电离的出的电子增加,空穴也增加,从而导电性增加.
二极管由P型半导体和N型半导体结合构成.P型半导体是在半导体中添加三价元素,因此硅原子外层缺少一个电子形成稳定结构,就形成空穴.N型体是在半导体中添加五价元素,因此硅原子外层多一个电子形成稳定结构.当PN结外加正电压时,外电压与内电场方向相反,是多子(电子)的扩散运动大于少子(正电荷)的漂移运动,故外电路形成由P->N
answer one:早期发现电流后,规定:,并依此进行理论研究.以后发现了导线中只有电子才可流动,电子带的是负电,理应把方向改过才对,那样许许多多规定都要重建.电流方向的不符合实际在大多数情况下不影响计算.所以并没更改,在电解液中,两种流动都有.answer two:因为当初规定:电流就是大量电荷的定向移动,其方向就
说的很正确呀,我认为你把第一句话倒过来就对了:“我记得是因为电源产生电势差从而产生电场使得自由电子移动 那这个电场是怎么形成的?”改成:“我记得是因为电源产生电场使得自由电子移动从而产生电势差,那这个电势差是怎么形成的?”按顺序阅读1,2,3,4,51.电场因为电荷分布而存在;2电源通过化学反应或其他物理or化学变化将
你所说的离子定向移动是电解质在电解液中,或熔融状态的导电原理.实际上,我们常见的还是电子的定向移动.碳,不是炭,不是石墨,你这么写是不严谨的.石墨是导电的,金刚石是电的不良导体.
金属有自由电子和金属带负电是两个概念.一般情况下,金属中有大量的自由电子,但是也有大量的原子核,正负电抵消,对外不显电性.当金属失去或者得到电子时,才会打破正负电荷的平衡,从而带上相应的电.
电流方向已正电荷的移动来定义是为了有一个统一的规范(类似于我国交通靠右行驶).金属里流动的"载流子"确实是电子,但在其他情况也有正电荷移动或两种都有的情况(如电解液导电).另外需注意电荷的概念.电子带有负电荷,但电子不等同于负电荷.
电子的定向移动 电子移动的方向
不是的,如光波也是电磁波,光的照射一般不能在金属中产生强大电流. 再问: 确定吗?? 再答: 确定,光只有达到一定的频率,高于金属的或个阀值,才会产生光电效应。现在位置:
由原子结构理论可知,硅元素单晶体的原子结构都是排列成非常整齐的共价键结构,如图1所示。图1 硅原子单晶体的共价键结构&&&&&&&&图中,硅原子外层的四个分别与四周相遴的硅原子中的一个电子形成共价键,该电子既围绕自身的原子核运动,同时又围绕相邻位置上的原子核运动,即该两个电子为相邻两原子共有,所以称价电子。因此,硅单晶体(纯净的硅)在绝对零度时,这种原子结构非常稳定,没有能够自由活动的载流子,所以它的特性如同绝缘体一样不导电。&&&&&&&&当在室温下或受到外界加热后,外界的能量将打破原先的共价健结构,使价电子挣脱原子核的束缚而成为自由电子,同时在该共价键的位置上留下一个空位,该空位也称空穴,这个过程称为“热激发”。可见,受热激发后,产生一个自由电子的同时,也就产生一个空穴,如图2所示中成对出现的电子和空穴哪样。所以,热激发后将产生两种载流子,电子载流子和空穴载流子。如果该半导体受到外加电场的作用,半导体中的电子载流子就会因电场力的作用而作定向运动,从而形成电子流电流。图2 硅原子单晶体热激发产生的电子空穴对&&&&&&&&那么空穴载流子是如何导电的呢?通常,一个原子核所带的正电荷与原子核外层电子所带的负电荷在数量上是相等的,即整个原子呈现电中性,而不带电。当受热激发使共价键上的电子被激发成了自由电子后,就不受原来原子核的束缚。跑掉了一个电子就相当于失去了一个单位的负电荷,破坏了原来的电中性,这就相当于留下的空穴带上了一个正电荷。&&&&&&&&在硅晶体原子结构中的电子,不管是受哪个原子核的束缚,它所具有的能级都是相同的。因此当共价键中出现一个空穴后,与该空穴相邻的共价键上的电子就非常容易跑到这个空位置中,使得该相邻的共价键上形成一个空穴,其效果好象空穴从原来的位置移动到了相邻的共价键上去一样。然后新的空穴又会被附近的共价键上的价电子填充。如此不断地重复,就相当于这个带正电荷的空穴在晶体中运动一样。&&&&&&&&由于晶体中填补空穴的电子来自其它相邻的共价键中的价电子,这些电子在外电场E的作用下逆电场运动,则带正电的空穴将顺电场而运动,也就形成了空穴电流了。

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