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，元件內(nèi)定向運(yùn)動(dòng)的自由電子在磁場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn)，前、后表面會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差。則（　�。�

A.圖乙中霍爾元件的前表面電勢(shì)低于后表面電勢(shì)

B.自行車(chē)的車(chē)速越大，霍爾電勢(shì)差越高

C.如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，霍爾電勢(shì)差將減小

D.根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和車(chē)輪的半徑即可獲知車(chē)速大小

Answer 1

【答案】ACD

【解析】

A．電流方向水平向右，電子水平向右運(yùn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，根據(jù)左手定則可知電子受到的洛倫茲力指向前表面，所以電子會(huì)在前表面聚集，電子帶負(fù)電，所以霍爾元件的前表面電勢(shì)低于后表面電勢(shì)，A正確；

B．當(dāng)霍爾電壓穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)體中的電子受力滿足

為金屬板前后表面距離，電流的微觀表達(dá)式為

金屬板厚度，解得

根據(jù)表達(dá)式可知霍爾電勢(shì)差與自行車(chē)的車(chē)速無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；

C．如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，電流減小，霍爾電勢(shì)差減小，C正確；

D．根據(jù)單位時(shí)間的脈沖數(shù)可以求解車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，根據(jù)可以求解車(chē)輪的角速度，結(jié)合可以求解車(chē)速大小，D正確。

故選ACD。