题目内容

【题目】自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,自行车前轮上安装一块磁铁,轮子每转一圈,这块磁铁就靠近传感器一次,传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图,元件内定向运动的自由电子在磁场力作用下偏转,前、后表面会产生霍尔电势差。则(  )

A.图乙中霍尔元件的前表面电势低于后表面电势

B.自行车的车速越大,霍尔电势差越高

C.如果长时间不更换传感器的电源,霍尔电势差将减小

D.根据单位时间内的脉冲数和车轮的半径即可获知车速大小

【答案】ACD

【解析】

A.电流方向水平向右,电子水平向右运动,磁感应强度竖直向下,根据左手定则可知电子受到的洛伦兹力指向前表面,所以电子会在前表面聚集,电子带负电,所以霍尔元件的前表面电势低于后表面电势,A正确;

B.当霍尔电压稳定时,导体中的电子受力满足

为金属板前后表面距离,电流的微观表达式为

金属板厚度,解得

根据表达式可知霍尔电势差与自行车的车速无关,B错误;

C.如果长时间不更换传感器的电源,电流减小,霍尔电势差减小,C正确;

D.根据单位时间的脉冲数可以求解车轮转动的周期,根据可以求解车轮的角速度,结合可以求解车速大小,D正确。

故选ACD

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