Question

1．利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域．如圖甲所示是霍爾元件的工作原理示意圖，實驗表明，銅以及大多數(shù)金屬的載流子是帶負電荷的電子，但鋅中的載流子帶的卻是正電．自行車的速度計的工作原理主要依靠的就是安裝在自行車前輪上的一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一周，這塊磁鐵就靠近霍爾傳感器一次，這樣便可測出某段時間內(nèi)的脈沖數(shù)．若自行車前輪的半徑為R、磁鐵到軸的距離為r，下列說法正確的是（　�。�

• A． 若霍爾元件材料使用的是鋅，通入如圖甲所示的電流后，C端電勢高于D端電勢
• B． 當磁鐵從如圖乙所示的位置逐漸靠近霍爾傳感器的過程中，C、D間的電勢差越來越大
• C． 若自行車騎行過程中單位時間測得的脈沖數(shù)為N，此時的騎行速度為2πNr
• D． 由于前輪漏氣，導致前輪半徑比錄入到速度計中的參數(shù)偏小，則速度計測得的騎行速度偏大

Answer 1

分析 依據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，即可知轉(zhuǎn)動周期，再結(jié)合角速度與周期，與線速度與角速度關(guān)系，即可求解；
根據(jù)左手定則得出電子的偏轉(zhuǎn)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、若霍爾元件材料使用的是鋅，霍爾元件的電流I是由正電荷定向運動形成的，根據(jù)左手定則，則正電荷偏向C端，因此C端電勢高于D端電勢．故A正確．
B、根據(jù)qvB=q$\frac{{U}_{H}}hpfvlfr$得，U_H=$\frac{vB}pdplx5r$，由電流的微觀定義式：I=nesv，n是單位體積內(nèi)的電子數(shù)，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(lián)立解得：U_H=$\frac{IB}{nesd}$，可知磁鐵從如圖乙所示的位置逐漸靠近霍爾傳感器的過程中，C、D間的電勢差越來越大．故B正確．
C、根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)N，可求得車輪轉(zhuǎn)動周期T=$\frac{1}{N}$，從而求得車輪的角速度ω=2πN，最后由線速度公式，結(jié)合車輪半徑R，即可求解車輪的速度大小v=2πNR．故C錯誤．
D、若前輪漏氣，導致前輪半徑比錄入到速度計中的參數(shù)偏小，那么單位時間測得的脈沖數(shù)會增多，則速度計測得的騎行速度偏大，故D正確；
故選：ABD．

點評 所謂霍爾效應(yīng)，是指磁場作用于載流金屬導體時，產(chǎn)生橫向電勢差的物理現(xiàn)象．霍爾效應(yīng)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(yīng)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．