新課標(biāo)粵教版3-2選修三34用傳感器制作自控裝置1(編輯修改稿)
2024-12-23 19:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、 右分別引出一個(gè)電極 ，如圖 3－ 4－ 4所示 ． 沿 PQ方向通入電流 I，垂直于薄片加勻強(qiáng)磁場(chǎng) B，則在 MN間會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差為 U，設(shè)薄片厚度為 d， PQ方向長(zhǎng)度為 l1， MN方向?yàn)?場(chǎng)力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使 N側(cè)電勢(shì)高于 M側(cè)，造成半導(dǎo)體內(nèi)部出現(xiàn)電場(chǎng)．帶電粒子同時(shí)受到電場(chǎng)力作用．當(dāng)磁場(chǎng)力與電場(chǎng)力平衡時(shí)， MN間電勢(shì)差達(dá)到恒定． 圖 3－ 4－ 4 qUl2＝ q v B ，再根據(jù)電流的微觀解釋 I ＝ n q S v＝ n q l2d v 整理后，得 U ＝IBn q d.令 k ＝1nq，因?yàn)閚 為材料單位體積的帶電粒子個(gè)數(shù)， q 為單個(gè)帶電粒子的電荷量，它們均為常數(shù)，所以 U＝ kIBd， U 和 B 成正比，這就是為什么霍爾元件能把磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的原因了． 即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀 ) 2． 磁強(qiáng)計(jì)是利用霍爾效應(yīng) 測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的儀器 ． 其原理如圖 3－ 4－ 5所示 ，一塊導(dǎo)體高為 l， 厚為 d， 分別接有 a、 b、 c、 d四個(gè)電極 ， 將導(dǎo)體放在如右圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ， 當(dāng) a、b間通過(guò)電流 I時(shí) ， 在電極 c、 d接上靈敏度極高的電壓表 ， 測(cè)得兩極間的電勢(shì)差為 U， 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B為多少 ？ 圖 3－ 4－ 5 解析： 當(dāng) c 、 d 兩極間的電勢(shì)差恒為 U 時(shí)，設(shè) c 、 d 兩極間的電場(chǎng)強(qiáng)度為 E ，則 U ＝ El ，因此時(shí)導(dǎo)體中的自由電荷受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，故 qE ＝ Bq v ， v 為自由電荷的定向移動(dòng)速度．所以 B ＝Ev＝Ul v.設(shè)導(dǎo)體中單位體 積內(nèi)的自由電荷數(shù)為 n ，則電流 I ＝n q S v ，而 S ＝ ld ，所以 v ＝In q ld，故 B ＝n q UdI.由上式可知 B ∝ U ，即只要將裝置先在已知磁場(chǎng)中定出標(biāo)度，就可以通過(guò)測(cè)定 U 來(lái)確定磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大?。? 答案： n q U dI 三 、 干簧管是怎樣起開(kāi)關(guān)作用的 ？ 探究：干簧管內(nèi)部的兩個(gè)簧片是軟磁性材料做成的 ． 當(dāng)它附近有磁場(chǎng)存在時(shí) ， 兩個(gè)簧片被磁化而吸引在一起 ， 接通了電路；當(dāng)磁場(chǎng)消失后 ， 簧片又失去磁性而斷開(kāi) ， 所以干簧管是可以用磁場(chǎng)來(lái)控制開(kāi)關(guān)的 ． 課堂互動(dòng)講練 自動(dòng)控制電路 圖 3－ 4－ 6是一個(gè)簡(jiǎn)單的磁控防盜報(bào)警裝置
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