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20.(12分)在匀强磁场中放置一个截面为矩形的通电导体或半导体薄片，当磁场方向与电流方向垂直时，在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，这个现象称为霍尔效应，产生的电势差称为霍尔电势差或霍尔电压U。霍尔电压与电流之比称为霍尔电阻RH。(1)图甲所示的半导体薄片的厚度为d,薄片中自由电荷的电荷量为q,单位体积内的自由电荷数为”。磁感应强度大小为B。请你推导霍尔电阻RH的表达式。(2)在发现霍尔效应约100年后，科学家又发现某些半导体材料的霍尔电阻，在低温和强磁场下，与外加磁场的关系出现一个个的“平台”，在平台处霍尔电阻严格等于一个常数除以正整数，即R1=是，其中h为普朗克常数，©为电子电荷量，i为正整数，这个现象被称为整数量子霍尔效应。在环境温度小于4K时，霍尔电阻R:与外加磁场的磁感应强度B的关系图像如图乙所示。Rn(hle2)霍1.00.8T<4k件0.6实0.4=3Rs0.2B阻02468101214BT甲丙由于量子霍尔电阻只与基本物理常数有关，国际计量委员会推荐在世界范围内用量子电阻标准替代实物电阻标准，以避免实物电阻阻值因环境影响而变化。由于霍尔电阻与实物电阻的定义并不相同，因此需要利用一些方法才可以将量子霍尔电阻标准电阻值“传递”给实物电阻。“传递”的一种方法叫“电位差计比较法”，其原理可简化为图丙所示电路，把可调实物电阻与量子霍尔电阻串联，用同一个电源供电，以保证通过两个电阻的电流相等。通过比较霍尔电势差与实物电阻两端的电势差，即可达到比较蛋尔电阻与实物电阻阻值的目的。a.某次实验时，霍尔元件所处环境温度为1.5K,磁感应强度大小为8T,此时a、b两点间的霍尔电势差与c、d两点间的电势差相等。若h=6.63×1034J·s,e=1.6×10-19C。通过分析，计算该实物电阻的阻值Rs(结果保留两位有效数字)b如果要通过量子霍尔效应“传递”出一个阻值为之的标准实物电阻，请你说明操作思路。高三物理第10页（共10页）