精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測量原理是:如圖所示,有一個(gè)沿z軸方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B0+kx(B0、k均為常數(shù)),將傳感器固定在物體上,保持通過霍爾元件的電流I不變(方向如圖中箭頭所示).當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),由于位置不同,霍爾元件在y軸方向上的上、下表面的電勢差U也不同.則下列說法中正確的是( 。
A、磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大,上、下表面的電勢差U越大B、霍爾元件運(yùn)動(dòng)的速度越大,上、下表面的電勢差越大C、若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電,則下板電勢高D、電流I取值越大,上、下表面的電勢差U越小
分析:霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子,自由電子受到洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而可知道上下表面電勢的高低.上下兩表面分別帶上正負(fù)電荷,從而形成電勢差,最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡.
解答:解:C、電流向右、磁場向外,根據(jù)左手定則,安培力向下;電流是電子的定向移動(dòng)形成的,故洛倫茲力也向下;故下極板聚集負(fù)電荷,上極板帶正電荷,故下極板電勢較低;故C錯(cuò)誤;
A、B、D、設(shè)上下表面高度差為h,厚度為d,電子最終達(dá)到平衡,有:
evB=e
U
h

則:U=vBh
電流的微觀表達(dá)式:
I=nevS=nevhd
則:v=
I
nehd
,代入得:
U=
I
nehd
Bh=
BI
ned
BI
d
 
磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大,上、下表面的電勢差U越大,故A正確;
上、下表面的電勢差與速度無關(guān),故B錯(cuò)誤;
D、電流I取值越大,上、下表面的電勢差U越大;故D錯(cuò)誤;
故選:A.
點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵知道霍爾元件中移動(dòng)的是自由電子,最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡,上下表面形成穩(wěn)定的電勢差.
練習(xí)冊系列答案
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(2011?南通二模)霍爾式位移傳感器的測量原理是:如圖所示,有一個(gè)沿z軸方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B0+kz(B0,k均為常數(shù)),將傳感器固定在物體上,保持通過霍爾元件的電流I不變(方向如圖中箭頭所示).當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),由于位置不同,霍爾元件在y軸方向上的上、下表面的電勢差U也不同.則( 。

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精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測量原理如圖9所示,有一個(gè)沿z軸方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B0+kz(B0、k均為常數(shù)).將傳感器固定在物體上,保持通過霍爾元件的電流I不變(方向如圖9所示),當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),由于位置不同,霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢差U也不同.則( 。

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精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測量原理如圖所示,有一個(gè)沿z軸方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B0+kz(B0、k均為常數(shù)).將傳感器固定在物體上,保持通過霍爾元件的電流I不變(方向如圖所示),當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),由于位置不同,霍爾元件在y軸方向的上、下表面的電勢差U也不同.則( 。
A、傳感器靈敏度
△U
△z
與上、下表面的距離有關(guān)
B、當(dāng)物體沿z軸方向移動(dòng)時(shí),上、下表面的電勢差U變小
C、傳感器靈敏度
△U
△z
與通過的電流有關(guān)
D、若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電,則下板電勢高

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精英家教網(wǎng)霍爾式位移傳感器的測量原理如圖所示,磁場方向沿x軸正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x的變化關(guān)系為B=B0+kx(B0、k均為大于零的常數(shù)).薄形霍爾元件的工作面垂直于光軸,通過的電流I方向沿z軸負(fù)方向,霍爾元件沿x軸正方向以速度v勻速運(yùn)動(dòng). 要使元件上、下表面產(chǎn)生的電勢差變化得快,可以采取的方法是( 。
A、增大 IB、增大B0C、減小kD、減小v

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