20xx人教版高中物理选修3-261传感器及其工作原理

20xx人教版高中物理选修3-261传感器及其工作原理内容摘要：

冲发生器。 这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压 , 控制电控单元 ( E C U ) 的初级电流。 想想看 , 霍尔式点火脉冲发生器与传统点火系统比较 , 有什么优点呢 ? 提示 : 相对于机械断电器而言 ,霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护 , 能够适应恶劣的工作环境 ,还能精确地控制点火正时 , 能够较大幅度提高发动机的性能 , 具有明显的优势。 探究一 探究二 探究三 ● 名师精讲 ● 1 . 霍尔效应 : 如图所示 , 厚度为 h , 宽度为 d 的导体放在与之垂直的磁感应强度为 B 的均匀磁场中 , 当电流通过导体时 , 在导体的上侧面 A 与下侧面 A39。 之间会产生电势差 , 这种现象称为霍尔效应。 探究一 探究二 探究三 2 . 霍尔元件 : 霍尔元件就是利用霍尔效应来设计的一个矩形半导体薄片 , 在其前、后、左、右分别引出一个电极 , 如图所示 , 沿 PQ 方向通入电流 I , 垂直于薄片加匀强磁场 B , 则在 MN间会出现电势差 U , 设薄片厚度为 d , PQ 方向长度为 l1, MN 方向为 l2, 薄片中的带电粒子受到磁场力作用发生偏转 , 使 N 侧电势高于 M 侧 , 造成半导体内部出现电场。 带电粒子同时受到电场力作用 , 当磁场力与电场力平衡时 , MN 间电势差达到稳定 , 且有 q𝑈𝑙2= q vB。 再根据电流的微观解释 I = n q S v , 整理后 , 得 U=𝐼 𝐵𝑛 𝑞 𝑑。 令 k=1𝑛 𝑞, 因为 n 为材料单位体积的带电粒子个数 , q 为单个带电粒子的电荷量 , 它们均为常数 , 所以 U = k𝐼 𝐵𝑑。 U 与 B 成正比 , 霍尔元件能把磁学量转换成电学量。 探究一 探究二 探究三 特别强调 霍尔电势高低的判断方法 由左手定则判断带电粒子的受力方向 ,如果带电粒子是正电荷 ,则拇指所指的面为高电势面 ,如果是负电荷 ,则拇指所指的面为低电势面 ,但无论是正电荷还是负电荷 ,四指指的都是电流方向 ,即正电荷定向移动的方向 ,负电荷定向移动的反方向。 在判断电势高低时一定要注意载流子是正电荷还是负电荷。 探究一 探究二 探究三 【例题 2 】 ( 多选 ) 如图是霍尔元件的工作原理示意图 , 如果用 d 表示薄片的厚度 , k 为霍尔系数 , 对于一个霍尔元件 d 、 k 为定值 , 如果保持 I 恒定 , 则可以验证 UH随 B 的变化情况。 以下说法中正确的是( 工作面是指较大的平面 )( ) A. 将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面 , UH将变大 B. 在测定地球两极的磁场强弱时 , 霍尔元件的工作面应保持水平 C. 在测定地球赤道上的磁场强弱时 , 霍尔元件的工作面应保持水平 D. 改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角 , UH将发生变化 探究一 探究二 探究三 解析 : 磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时 , B 增大 , I 恒定 ,由公式 UH=𝑘 𝐼 𝐵𝑑知 UH将变大 ,选项 A 正确。 地球两极的磁场方向在竖直方向上 ,所以霍尔元件的工作面应保持水平 ,使 B 与工作面垂直 ,选项 B 正确。 地球赤道上的磁场成水平方向 ,只有霍尔元件的工作面在竖直方向时 , B 与工作面垂直 ,。