Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

霍耳傳感器

傳感器是將溫度、力、磁等非電學量轉化成電阻、電壓、電流等電學量的元件。

如圖甲所示，在一個矩形半導體（例如碑化鋼）薄片上，制作四個電極E、F、M、N，它就成了一個霍耳傳感器。當在E、F間通入電流，同時加一與薄片垂直的磁場B（物理學中用磁感應強度表示磁場的強弱，磁感應強度的符號為B），則薄片M、N間就出現電壓，稱為霍耳電壓U。

研究表明，霍耳電壓Ｕ與E、F間通入的電流Ⅰ和磁感應強度B的關系分別如圖乙和丙所示。圖甲中，在M、N兩端接一電阻R，當改變圖甲中磁感應強度B或改變電流Ⅰ的方向時，通過電阻R的電流方向都會隨之改變。

(1)霍耳傳感器把磁學量磁感應強度轉化為電學量_____；

(2)在圖甲中，若磁感應強度變大，則M、N間電壓變_____；

(3)在圖甲中，通過R的電流向左，要使通過R的電流向右，則下列操作正確的是（______）

A．只增大電流I

B．只減小磁感應強度B

C．只調換磁感應強度B的方向

D．同時調換電流I和磁感應強度B的方向

(4)圖甲中，當E、F間電流為I0、磁感應強度為B0時，M、N間電壓為U0；若E、F間通入電流為3I0、磁感應強度為3B0，則M、N間電壓為_____U0。

(5)圖甲中，保持電流Ⅰ不變，下列圖中能表示通過電阻R的電流IR、R消耗的功率PR隨磁感應強度B變化關系的是（______）

Answer 1

【答案】電壓 大 C 9 B

【解析】

(1)[1]霍耳傳感器是能把磁學量磁感應強度轉化為電學量電壓的元件。

(2)[2]由圖丙可知，若磁感應強度變大，則M、N間電壓變大。

(3)[3]根據題意，當改變圖甲中磁感應強度B或改變電流Ⅰ的方向時，通過電阻R的電流方向都會隨之改變，選項中只調換磁感應強度B的方向可實現，故選C。

(4)[4]由圖乙和丙可知，霍耳電壓Ｕ與E、F間通入的電流Ⅰ和磁感應強度B成正比例線性變化關系，故若E、F間通入電流為3I0、磁感應強度為3B0，則M、N間電壓為9U0。

(5)[5]圖甲中，保持電流Ⅰ不變，霍耳電壓Ｕ與E、F間通入的磁感應強度B成正比例線性變化關系，則通過電阻R的電流IR為

可知電流IR也與磁感應強度B成正比例線性變化關系；R消耗的功率PR為

可知功率PR隨磁感應強度B的平方成正比例變化關系；故選B。