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电动自行车是如何调速的
常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成。
霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置,它产生的电压U0随磁场增强而增大。在转动电动自行车手柄旋转套时,旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的距离发生改变,使U0发生变化。
控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后,输出控制电压UK,控制开关K的通断,当U1小于U0时,UK=1V,图甲中开关K闭合;U1大于U0时,UK=0,K断开。
正常行驶时,电动自行车U1的大小随时间周期性变化,如图乙所示,控制器输出的UK使开关交替通断,每分钟约一万次。U0不同,每次开关K闭合与断开时间的比值就不同,电动机的转速与每次K闭合与断开时间的比值相对应。

(1)控制电压UK=1V时,电动机中__________(有/无)电流通过。
(2)如图丙所示,将霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近.在此过程中,霍尔传感器产生电压的变化情况是__________。
(3)U1的变化周期T约为__________。
A.6×10-6s     B.6×10-3s     C.6×10-2s     D.6×10-1s
(4)图丁中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线,在图戊中画出UK随时间变化的关系图线。

(5)电动自行车在行驶过程中,转动手柄旋转套后,车速增大,与转动前相比,下列判断正确的是__________。
A.霍尔传感器产生的电压U0减小
B.磁铁与霍尔传感器的距离减小
C.每次K闭合与断开时间之比变小
D.每次K闭合与断开时间之比变大
归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动:
(1)磁体周围存在磁场,磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感应强度大的地方,磁感线密;磁感应强度小的地方,磁感线疏.
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示,则a、b两点磁感应强度较大的是  
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.
(2)回旋加速器的原理如图乙所示,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中,它们接在电压一定的交流电源上,从D1的圆心O处释放不同的带电粒子(加速度可以忽略,重力不计),粒子在两金属盒之间被不断加速,最终离开回旋加速器时,获得一定的最大动能.改变带电粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度B,金属盒半径R,带电粒子的最大动能Ek随之改变.得到数据如表:
 次数
 m/kg
q/C 
 B/T
 R/m
Ek/J 
 1
3.2×10-27
1.6×10-19
1×10-2
1
4×10-16
 2
6.4×10-27
1.6×10-19
1×10-2
1
2×10-16
 3
3.2×10-27
4.8×10-19
1×10-2
1
36×10-16
 4
6.4×10-27
1.6×10-19
2×10-2
1
8×10-16
 5
1.6×10-27
1.6×10-19
1×10-2
3
72×10-16
①Ek= k   ,其中k=    (填上数值和单位).
②对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线   表示.
 0  141746  141754  141760  141764  141770  141772  141776  141782  141784  141790  141796  141800  141802  141806  141812  141814  141820  141824  141826  141830  141832  141836  141838  141840  141841  141842  141844  141845  141846  141848  141850  141854  141856  141860  141862  141866  141872  141874  141880  141884  141886  141890  141896  141902  141904  141910  141914  141916  141922  141926  141932  141940  235360 

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