Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

霍耳傳感器

傳感器是將溫度、力、磁等非電學(xué)量轉(zhuǎn)化成電阻、電壓、電流等電學(xué)量的元件。

如圖甲所示，在一個(gè)矩形半導(dǎo)體（例如碑化鋼）薄片上，制作四個(gè)電極E、F、M、N，它就成了一個(gè)霍耳傳感器。當(dāng)在E、F間通入電流，同時(shí)加一與薄片垂直的磁場(chǎng)B（物理學(xué)中用磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感應(yīng)強(qiáng)度的符號(hào)為B），則薄片M、N間就出現(xiàn)電壓，稱為霍耳電壓U。

研究表明，霍耳電壓Ｕ與E、F間通入的電流Ⅰ和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系分別如圖乙和丙所示。圖甲中，在M、N兩端接一電阻R，當(dāng)改變圖甲中磁感應(yīng)強(qiáng)度B或改變電流Ⅰ的方向時(shí)，通過電阻R的電流方向都會(huì)隨之改變。

(1)霍耳傳感器把磁學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量_____；

(2)在圖甲中，若磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，則M、N間電壓變_____；

(3)在圖甲中，通過R的電流向左，要使通過R的電流向右，則下列操作正確的是（______）

A．只增大電流I

B．只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B

C．只調(diào)換磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向

D．同時(shí)調(diào)換電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向

(4)圖甲中，當(dāng)E、F間電流為I0、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0時(shí)，M、N間電壓為U0；若E、F間通入電流為3I0、磁感應(yīng)強(qiáng)度為3B0，則M、N間電壓為_____U0。

(5)圖甲中，保持電流Ⅰ不變，下列圖中能表示通過電阻R的電流IR、R消耗的功率PR隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化關(guān)系的是（______）

Answer 1

【答案】電壓 大 C 9 B

【解析】

(1)[1]霍耳傳感器是能把磁學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量電壓的元件。

(2)[2]由圖丙可知，若磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，則M、N間電壓變大。

(3)[3]根據(jù)題意，當(dāng)改變圖甲中磁感應(yīng)強(qiáng)度B或改變電流Ⅰ的方向時(shí)，通過電阻R的電流方向都會(huì)隨之改變，選項(xiàng)中只調(diào)換磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向可實(shí)現(xiàn)，故選C。

(4)[4]由圖乙和丙可知，霍耳電壓Ｕ與E、F間通入的電流Ⅰ和磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比例線性變化關(guān)系，故若E、F間通入電流為3I0、磁感應(yīng)強(qiáng)度為3B0，則M、N間電壓為9U0。

(5)[5]圖甲中，保持電流Ⅰ不變，霍耳電壓Ｕ與E、F間通入的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比例線性變化關(guān)系，則通過電阻R的電流IR為

可知電流IR也與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比例線性變化關(guān)系；R消耗的功率PR為

可知功率PR隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的平方成正比例變化關(guān)系；故選B。