Question

13．霍爾傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理圖如圖所示，傳感器固定在圓盤附近，圓盤上均勻固定4個小磁體，在a、b間輸入方向由a到b的恒定電流，圓盤轉(zhuǎn)動時，每當(dāng)磁體通過霍爾元件，傳感器c、d端輸出一個脈沖電壓，檢測單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)可得到圓盤的轉(zhuǎn)速，關(guān)于該測速傳感器，下列說法中正確的有（　�。�

• A． 在圖示位置時刻，d點(diǎn)電勢一定高于c點(diǎn)電勢
• B． c、d端輸出脈沖電壓的頻率是圓盤轉(zhuǎn)速的4倍
• C． 圓盤轉(zhuǎn)動越快，輸出脈沖電壓峰值越高
• D． 增加小磁體個數(shù)，傳感器對轉(zhuǎn)速變化的分辨率提高

Answer 1

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(zhuǎn)，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(fù)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，結(jié)合霍爾傳感器測量轉(zhuǎn)速的工作原理，即可求解．

解答 解：A、霍爾元件中移動的是自由電子，根據(jù)左手定則，電子向上表面偏轉(zhuǎn)，即c點(diǎn)，所以c點(diǎn)電勢高于d點(diǎn)，故A錯誤；
B、當(dāng)小磁體靠近霍爾元件時，就是會產(chǎn)生一個脈沖電壓，因此c、d端輸出脈沖電壓的頻率是圓盤轉(zhuǎn)動頻率的4倍，即為轉(zhuǎn)速的4倍．故B正確．
C、最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，設(shè)霍爾元件的長寬厚分別為a、b、c，有q$\frac{U}$=qvB，
結(jié)合電流的微觀定義式：I=nesv，所以U=$\frac{BbI}{nes}$，輸出脈動電壓峰與圓盤轉(zhuǎn)動快慢無關(guān)，故C錯誤；
D、當(dāng)增加小磁體個數(shù)，傳感器c、d端輸出一個脈沖電壓頻率變高，那么傳感器轉(zhuǎn)速測量更準(zhǔn)確，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)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，注意霍爾傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理的理解．