Question

2．自行車速度計是利用霍爾效應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，導體內定向運動的自由電荷在磁場力作用下偏轉，最終使導體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現電勢差，即為霍爾電勢差．下列說法正確的是（　�。�

• A． 根據單位時間內的脈沖數和自行車車輪上的磁鐵所在圓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 依據單位時間內的脈沖數，即可知轉動周期，再結合角速度與周期，與線速度與角速度關系，即可求解；
根據左手定則得出電子的偏轉方向，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、根據單位時間內的脈沖數，可求得車輪轉動周期，從而求得車輪的角速度，最后由線速度公式，結合車輪半徑，即可求解車輪的速度大小．故A正確．
B、根據qvB=q$\frac{{U}_{H}}wg40qcq$ 得，U_H=$\frac{vB}ak4aowm$，
由電流的微觀定義式：I=nesv，n是單位體積內的電子數，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強度，保持電流不變，霍爾電壓U_H與車速大小無關．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，是指磁場作用于載流金屬導體時，產生橫向電勢差的物理現象．霍爾效應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．