【題目】自行車速度計(jì)利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運(yùn)動(dòng)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(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖。當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí),導(dǎo)體內(nèi)定向運(yùn)動(dòng)的自由電荷在磁場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn),最終使導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢(shì)差,即為霍爾電勢(shì)差。下列說法正確的是( )

A.根據(jù)單位時(shí)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(shì)差越高

C.圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的

D.如果長時(shí)間不更換傳感器的電源,霍爾電勢(shì)差將增大

【答案】A

【解析】

考查霍爾元件。

A.設(shè)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)n和自行車車輪的半徑r,則自行車的速度為:

A正確;

B.設(shè)霍爾電勢(shì)差UH,則:

解得:

由電流的微觀表達(dá)式:

其中n為單位體積內(nèi)的電子數(shù),S為橫截面積,v為電子定向移動(dòng)的速度,解得電荷定向移動(dòng)的速度:

聯(lián)立解得:

可知,電流一定是,霍爾電勢(shì)差與車速無關(guān),B正確;

C.由左手定則可知,形成電流的粒子向外側(cè)偏轉(zhuǎn),圖乙可知,外側(cè)為負(fù)極,即圖乙中霍爾元件的電流I是由負(fù)電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的,C錯(cuò)誤;

D.如果長時(shí)間不更換傳感器的電源,電源內(nèi)阻增大,電流減小,由

可知,霍爾電勢(shì)差將減小,D錯(cuò)誤。

故選A

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(1)棒ab剛進(jìn)入MN處時(shí)的速度大小υ1;

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A. F2 B. F1F2 C. F1+ F2 D. 2F1F2

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A粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為

B粒子從a點(diǎn)到c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

C粒子的比荷為

DP點(diǎn)與a點(diǎn)的距離為

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A.兩種粒子會(huì)打在屏MN上的同一點(diǎn)

B.兩種粒子不會(huì)打在屏MN上的同一點(diǎn),質(zhì)子離O點(diǎn)較遠(yuǎn)

C.兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)具有相同的動(dòng)能

D.兩種粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)具有不同的動(dòng)能,α粒子的動(dòng)能較大

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D.電源的效率降低

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