Question

【題目】自行車速度計(jì)利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運(yùn)動(dòng)速率。如圖甲所示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖。當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)定向運(yùn)動(dòng)的自由電荷在磁場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢(shì)差，即為霍爾電勢(shì)差。下列說法正確的是（ ）

A.根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)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(yùn)動(dòng)形成的

C.行車的車速越大，霍爾電勢(shì)差越高

D.如果長時(shí)間不更換傳感器的電源，霍爾電勢(shì)差將減小

Answer 1

【答案】AD

【解析】

A．根據(jù)脈沖數(shù)可知車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，已知車輪半徑，根據(jù)：

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(dǎo)體中帶負(fù)電的自由電子的定向移動(dòng)形成電流，B錯(cuò)誤；

C．金屬導(dǎo)體在垂直于磁場(chǎng)方向的厚度為，電子在導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后：

根據(jù)電流的微觀表達(dá)式：

式中為金屬導(dǎo)體內(nèi)單位體積的電子數(shù)，為單個(gè)電子的電荷量，為電流流過的橫截面積，為電子定向移動(dòng)的速率；解得霍爾電壓：，與行車速度無關(guān)，C錯(cuò)誤；

D．如果長時(shí)間不更換傳感器的電源，電動(dòng)勢(shì)減小，電流減小，霍爾電勢(shì)差將減小，D正確。

故選AD。