Question

【題目】自行車速度計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的半徑即可獲知車速大小

B.圖乙中霍爾元件的電流I一定是由正電荷定向運動形成的

C.行車的車速越大，霍爾電勢差越高

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

【答案】AD

【解析】

A．根據脈沖數可知車輪轉動的周期，已知車輪半徑，根據：

可求解車輪邊緣處的線速度大小，即車速大小，A正確；

B．金屬導體中帶負電的自由電子的定向移動形成電流，B錯誤；

C．金屬導體在垂直于磁場方向的厚度為，電子在導體中運動穩(wěn)定后：

根據電流的微觀表達式：

式中為金屬導體內單位體積的電子數，為單個電子的電荷量，為電流流過的橫截面積，為電子定向移動的速率；解得霍爾電壓：，與行車速度無關，C錯誤；

D．如果長時間不更換傳感器的電源，電動勢減小，電流減小，霍爾電勢差將減小，D正確。

故選AD。