Question

2．自行車速度計利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運動速率．如圖甲所示，自行車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，傳感器會輸出一個脈沖電壓．圖乙為霍爾元件的工作原理圖．當磁場靠近霍爾元件時，導體內(nèi)定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電勢差．下列說法正確的是（　�。�

• A． 根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小
• B． 自行車的車速越大，霍爾電勢差越高
• C． 圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向運動形成的
• D． 如果長時間不更換傳感器的電源，霍爾電勢差將減小

Answer 1

分析 依據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，即可知轉(zhuǎn)動周期，再結(jié)合角速度與周期，與線速度與角速度關(guān)系，即可求解；
根據(jù)左手定則得出電子的偏轉(zhuǎn)方向，抓住電子所受的電場力和洛倫茲力平衡得出霍爾電壓的表達式，從而進行分析．

解答 解：A、根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，可求得車輪轉(zhuǎn)動周期，從而求得車輪的角速度，最后由線速度公式，結(jié)合車輪半徑，即可求解車輪的速度大�。�故A正確．
B、根據(jù)qvB=q$\frac{{U}_{H}}gphjogp$ 得，U_H=$\frac{vB}uiyqoxq$，
由電流的微觀定義式：I=nesv，n是單位體積內(nèi)的電子數(shù)，e是單個導電粒子所帶的電量，s是導體的橫截面積，v是導電粒子運動的速度．
整理得：v=$\frac{I}{nes}$．
聯(lián)立解得：U_H=$\frac{IB}{nesd}$，可知用霍爾元件可以測量地磁場的磁感應(yīng)強度，保持電流不變，霍爾電壓U_H與車速大小無關(guān)．故B錯誤．
C、霍爾元件的電流I是由負電荷定向運動形成的．故C錯誤．
D、由公式U_H=$\frac{IB}{nesd}$，若長時間不更換傳感器的電源，那么電流I減小，則霍爾電勢差將減小，故D正確；
故選：AD．

點評 所謂霍爾效應(yīng)，是指磁場作用于載流金屬導體時，產(chǎn)生橫向電勢差的物理現(xiàn)象．霍爾效應(yīng)在新課標教材中作為課題研究材料，解答此題所需的知識都是考生應(yīng)該掌握的．對于開放性物理試題，要有較強的閱讀能力和獲取信息能力．