精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測量原理如圖所示,磁場方向沿x軸正方向,磁感應強度B隨x的變化關系為B=B0+kx(B0、k均為大于零的常數(shù)).薄形霍爾元件的工作面垂直于光軸,通過的電流I方向沿z軸負方向,霍爾元件沿x軸正方向以速度v勻速運動. 要使元件上、下表面產生的電勢差變化得快,可以采取的方法是( 。
A、增大 IB、增大B0C、減小kD、減小v
分析:霍爾元件中移動的是自由電子,自由電子受到洛倫茲力發(fā)生偏轉,從而可知道上下表面電勢的高低.上下兩表面分別帶上正負電荷,從而形成電勢差,最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡.
解答:解:最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡,設霍爾元件的上下表面的間距為d,有:
q
U
d
=qvB
電流的微觀表達式為:
I=nqvS
聯(lián)立解得:
U=
BdI
nqS
          ①
A、由①式,U∝I;增加電流時,元件上、下表面產生的電勢差變化得快;故A正確;
B、C、D、由①式,U∝B;霍爾元件沿x軸正方向以速度v勻速運動,要使元件上、下表面產生的電勢差變化得快,則需要磁感應強度變化加快;由于B=B0+kx,根據(jù)可以通過增加k或v來使元件上、下表面產生的電勢差變化得快;故B錯誤,C錯誤,D錯誤;
故選:A.
點評:解決本題的關鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子,最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡,上下表面形成穩(wěn)定的電勢差.
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(2011?南通二模)霍爾式位移傳感器的測量原理是:如圖所示,有一個沿z軸方向的磁場,磁感應強度B=B0+kz(B0,k均為常數(shù)),將傳感器固定在物體上,保持通過霍爾元件的電流I不變(方向如圖中箭頭所示).當物體沿z軸方向移動時,由于位置不同,霍爾元件在y軸方向上的上、下表面的電勢差U也不同.則(  )

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A、傳感器靈敏度
△U
△z
與上、下表面的距離有關
B、當物體沿z軸方向移動時,上、下表面的電勢差U變小
C、傳感器靈敏度
△U
△z
與通過的電流有關
D、若圖中霍爾元件是電子導電,則下板電勢高

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精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測量原理是:如圖所示,有一個沿z軸方向的磁場,磁感應強度B=B0+kx(B0、k均為常數(shù)),將傳感器固定在物體上,保持通過霍爾元件的電流I不變(方向如圖中箭頭所示).當物體沿z軸方向移動時,由于位置不同,霍爾元件在y軸方向上的上、下表面的電勢差U也不同.則下列說法中正確的是( 。
A、磁感應強度B越大,上、下表面的電勢差U越大B、霍爾元件運動的速度越大,上、下表面的電勢差越大C、若圖中霍爾元件是電子導電,則下板電勢高D、電流I取值越大,上、下表面的電勢差U越小

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