Question

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。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是（   ）

A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小

B.图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的

C.行车的车速越大，霍尔电势差越高

D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小

Answer

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【解析】

A．根据脉冲数可知车轮转动的周期，已知车轮半径，根据：

可求解车轮边缘处的线速度大小，即车速大小，A正确；

B．金属导体中带负电的自由电子的定向移动形成电流，B错误；

C．金属导体在垂直于磁场方向的厚度为，电子在导体中运动稳定后：

根据电流的微观表达式：

式中为金属导体内单位体积的电子数，为单个电子的电荷量，为电流流过的横截面积，为电子定向移动的速率；解得霍尔电压：，与行车速度无关，C错误；

D．如果长时间不更换传感器的电源，电动势减小，电流减小，霍尔电势差将减小，D正确。

故选AD。