精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理如圖所示,磁場(chǎng)方向沿x軸正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x的變化關(guān)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(guò)的電流I方向沿z軸負(fù)方向,霍爾元件沿x軸正方向以速度v勻速運(yùn)動(dòng). 要使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)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(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.
解答:解:最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡,設(shè)霍爾元件的上下表面的間距為d,有:
q
U
d
=qvB
電流的微觀表達(dá)式為:
I=nqvS
聯(lián)立解得:
U=
BdI
nqS
          ①
A、由①式,U∝I;增加電流時(shí),元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)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(yùn)動(dòng),要使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)差變化得快,則需要磁感應(yīng)強(qiáng)度變化加快;由于B=B0+kx,根據(jù)可以通過(guò)增加k或v來(lái)使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢(shì)差變化得快;故B錯(cuò)誤,C錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;
故選:A.
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.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2011?南通二模)霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理是:如圖所示,有一個(gè)沿z軸方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)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(guò)霍爾元件的電流I不變(方向如圖中箭頭所示).當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),由于位置不同,霍爾元件在y軸方向上的上、下表面的電勢(shì)差U也不同.則( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理如圖9所示,有一個(gè)沿z軸方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)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(guò)霍爾元件的電流I不變(方向如圖9所示),當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),由于位置不同,霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢(shì)差U也不同.則( 。

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精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理如圖所示,有一個(gè)沿z軸方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)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(guò)霍爾元件的電流I不變(方向如圖所示),當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),由于位置不同,霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢(shì)差U也不同.則( 。
A、傳感器靈敏度
△U
△z
與上、下表面的距離有關(guān)
B、當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),上、下表面的電勢(shì)差U變小
C、傳感器靈敏度
△U
△z
與通過(guò)的電流有關(guān)
D、若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電,則下板電勢(shì)高

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測(cè)量原理是:如圖所示,有一個(gè)沿z軸方向的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)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(guò)霍爾元件的電流I不變(方向如圖中箭頭所示).當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),由于位置不同,霍爾元件在y軸方向上的上、下表面的電勢(shì)差U也不同.則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A、磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大,上、下表面的電勢(shì)差U越大B、霍爾元件運(yùn)動(dòng)的速度越大,上、下表面的電勢(shì)差越大C、若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電,則下板電勢(shì)高D、電流I取值越大,上、下表面的電勢(shì)差U越小

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