Question

13．霍爾傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的原理圖如圖所示，傳感器固定在圓盤(pán)附近，圓盤(pán)上均勻固定4個(gè)小磁體，在a、b間輸入方向由a到b的恒定電流，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每當(dāng)磁體通過(guò)霍爾元件，傳感器c、d端輸出一個(gè)脈沖電壓，檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)可得到圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速，關(guān)于該測(cè)速傳感器，下列說(shuō)法中正確的有（　　）

• A． 在圖示位置時(shí)刻，d點(diǎn)電勢(shì)一定高于c點(diǎn)電勢(shì)
• B． c、d端輸出脈沖電壓的頻率是圓盤(pán)轉(zhuǎn)速的4倍
• C． 圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)越快，輸出脈沖電壓峰值越高
• D． 增加小磁體個(gè)數(shù)，傳感器對(duì)轉(zhuǎn)速變化的分辨率提高

Answer 1

分析 霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子，自由電子受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而可知道上下表面電勢(shì)的高低．上下兩表面分別帶上正負(fù)電荷，從而形成電勢(shì)差，最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡，結(jié)合霍爾傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的工作原理，即可求解．

解答 解：A、霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子，根據(jù)左手定則，電子向上表面偏轉(zhuǎn)，即c點(diǎn)，所以c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；
B、當(dāng)小磁體靠近霍爾元件時(shí)，就是會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓，因此c、d端輸出脈沖電壓的頻率是圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的4倍，即為轉(zhuǎn)速的4倍．故B正確．
C、最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的長(zhǎng)寬厚分別為a、b、c，有q$\frac{U}$=qvB，
結(jié)合電流的微觀定義式：I=nesv，所以U=$\frac{BbI}{nes}$，輸出脈動(dòng)電壓峰與圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)快慢無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)增加小磁體個(gè)數(shù)，傳感器c、d端輸出一個(gè)脈沖電壓頻率變高，那么傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量更準(zhǔn)確，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子，最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡，上下表面形成穩(wěn)定的電勢(shì)差，注意霍爾傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的原理的理解．