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    利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。
    如图1,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面ab间通以电流I时,另外两侧cf间产生电势差,这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累,于是cf间建立起电场EH,同时产生霍尔电势差UH。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时,EHUH达到稳定值,UH的大小与IB以及霍尔元件厚度d之间满足关系式UHRH,其中比例系数RH称为霍尔系数,仅与材料性质有关。
     
    (1)设半导体薄片的宽度(cf间距)为l,请写出UHEH的关系式;若半导体材料是电子导电的,请判断图1中cf哪端的电势高;[
    (2)已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n,电子的电荷量为e,请导出霍尔系数RH的表达式。(通过横截面积S的电流InevS,其中v是导电电子定向移动的平均速率);
    (3)图2是霍尔测速仪的示意图,将非磁性圆盘固定在转轴上,圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体,相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时,霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图3所示。
    a.若在时间t内,霍尔元件输出的脉冲数目为P,请导出圆盘转速N的表达式。
    b.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外,请你展开“智慧的翅膀”,提出另一个实例或设想。

    本题信息:物理计算题难度较难 来源:未知
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本试题 “利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1,将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中,在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时...” 主要考查您对

传感器及其工作原理

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  • 传感器及其工作原理

传感器:

1.概念:传感器指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为电路的通断。
2.传感器的作用:是把非电学量(如力、温度、光、声、化学成分等)转化为电学量(如电压、电流等)或电路的通断,从而实现很方便地测量、传输、处理或自动控制。传感器的种类很多、功能各异。常见的传感器有光敏电阻、热敏电阻、双金属温度传感器、霍尔元件。
3.原理:
4.应用一般模式:


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