Question

1．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图甲所示是霍尔元件的工作原理示意图，实验表明，铜以及大多数金属的载流子是带负电荷的电子，但锌中的载流子带的却是正电．自行车的速度计的工作原理主要依靠的就是安装在自行车前轮上的一块磁铁，轮子每转一周，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，这样便可测出某段时间内的脉冲数．若自行车前轮的半径为R、磁铁到轴的距离为r，下列说法正确的是（　　）

• A． 若霍尔元件材料使用的是锌，通入如图甲所示的电流后，C端电势高于D端电势
• B． 当磁铁从如图乙所示的位置逐渐靠近霍尔传感器的过程中，C、D间的电势差越来越大
• C． 若自行车骑行过程中单位时间测得的脉冲数为N，此时的骑行速度为2πNr
• D． 由于前轮漏气，导致前轮半径比录入到速度计中的参数偏小，则速度计测得的骑行速度偏大

Answer 1

分析 依据单位时间内的脉冲数，即可知转动周期，再结合角速度与周期，与线速度与角速度关系，即可求解；
根据左手定则得出电子的偏转方向，抓住电子所受的电场力和洛伦兹力平衡得出霍尔电压的表达式，从而进行分析．

解答 解：A、若霍尔元件材料使用的是锌，霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的，根据左手定则，则正电荷偏向C端，因此C端电势高于D端电势．故A正确．
B、根据qvB=q$\frac{{U}_{H}}{d}$得，U_H=$\frac{vB}{d}$，由电流的微观定义式：I=nesv，n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，s是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度．
整理得：v=$\frac{I}{nes}$．联立解得：U_H=$\frac{IB}{nesd}$，可知磁铁从如图乙所示的位置逐渐靠近霍尔传感器的过程中，C、D间的电势差越来越大．故B正确．
C、根据单位时间内的脉冲数N，可求得车轮转动周期T=$\frac{1}{N}$，从而求得车轮的角速度ω=2πN，最后由线速度公式，结合车轮半径R，即可求解车轮的速度大小v=2πNR．故C错误．
D、若前轮漏气，导致前轮半径比录入到速度计中的参数偏小，那么单位时间测得的脉冲数会增多，则速度计测得的骑行速度偏大，故D正确；
故选：ABD．

点评 所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体时，产生横向电势差的物理现象．霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题所需的知识都是考生应该掌握的．对于开放性物理试题，要有较强的阅读能力和获取信息能力．