Question

【題目】自行車(chē)速度計(jì)利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車(chē)的運(yùn)動(dòng)速率。如圖甲所示，自行車(chē)前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖。當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)定向運(yùn)動(dòng)的自由電荷在磁場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢(shì)差，即為霍爾電勢(shì)差。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車(chē)車(chē)輪的半徑即可獲知車(chē)速大小

B.自行車(chē)的車(chē)速越大，霍爾電勢(shì)差越高

C.圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的

D.如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，霍爾電勢(shì)差將增大

Answer 1

【答案】A

【解析】

考查霍爾元件。

A．設(shè)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)n和自行車(chē)車(chē)輪的半徑r，則自行車(chē)的速度為：

A正確；

B．設(shè)霍爾電勢(shì)差UH，則：

解得：

由電流的微觀(guān)表達(dá)式：

其中n為單位體積內(nèi)的電子數(shù)，S為橫截面積，v為電子定向移動(dòng)的速度，解得電荷定向移動(dòng)的速度：

聯(lián)立解得：

可知，電流一定是，霍爾電勢(shì)差與車(chē)速無(wú)關(guān)，B正確；

C．由左手定則可知，形成電流的粒子向外側(cè)偏轉(zhuǎn)，圖乙可知，外側(cè)為負(fù)極，即圖乙中霍爾元件的電流I是由負(fù)電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的，C錯(cuò)誤；

D．如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，電源內(nèi)阻增大，電流減小，由

可知，霍爾電勢(shì)差將減小，D錯(cuò)誤。

故選A。