题目内容

13.霍尔传感器测量转速的原理图如图所示,传感器固定在圆盘附近,圆盘上均匀固定4个小磁体,在a、b间输入方向由a到b的恒定电流,圆盘转动时,每当磁体通过霍尔元件,传感器c、d端输出一个脉冲电压,检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速,关于该测速传感器,下列说法中正确的有(  )
A.在图示位置时刻,d点电势一定高于c点电势
B.c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转速的4倍
C.圆盘转动越快,输出脉冲电压峰值越高
D.增加小磁体个数,传感器对转速变化的分辨率提高

分析 霍尔元件中移动的是自由电子,自由电子受到洛伦兹力发生偏转,从而可知道上下表面电势的高低.上下两表面分别带上正负电荷,从而形成电势差,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,结合霍尔传感器测量转速的工作原理,即可求解.

解答 解:A、霍尔元件中移动的是自由电子,根据左手定则,电子向上表面偏转,即c点,所以c点电势高于d点,故A错误;
B、当小磁体靠近霍尔元件时,就是会产生一个脉冲电压,因此c、d端输出脉冲电压的频率是圆盘转动频率的4倍,即为转速的4倍.故B正确.
C、最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,设霍尔元件的长宽厚分别为a、b、c,有q$\frac{U}{b}$=qvB,
结合电流的微观定义式:I=nesv,所以U=$\frac{BbI}{nes}$,输出脉动电压峰与圆盘转动快慢无关,故C错误;
D、当增加小磁体个数,传感器c、d端输出一个脉冲电压频率变高,那么传感器转速测量更准确,故D正确.
故选:BD.

点评 解决本题的关键知道霍尔元件中移动的是自由电子,最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,上下表面形成稳定的电势差,注意霍尔传感器测量转速的原理的理解.

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