2020高中物理 3.5 用传感器测磁感应强度每课一练 粤教版选修3-2

1、3.5 用传感器测磁感应强度 每课一练（粤教版选修3-2） 我夯基，我达标1.霍尔效应是指在置于磁场中的导体或半导体通入_，若电流垂直磁场，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个_。答案：电流 电势差2.简述动圈式振动速度传感器的工作原理。解析：图3-5-5是动圈式振动速度传感器的结构示意图。其结构主要特点是，钢制圆形外壳，里面用铝支架将圆柱形永久磁铁与外壳固定成一体，永久磁铁中间有一个小孔，穿过小孔的芯轴两端架起线圈和阻尼环，芯轴两端通过圆形膜片支撑架空且与外壳相连。工作时，传感器与被测物体刚性连接，当物体振动时，传感器外壳和永久磁铁随之振动，而架空的芯轴、线圈和阻尼环因惯性而不随之振动。

2、因而，磁路空隙中的线圈切割磁力线而产生的正比于振动速度的感应电动势，线圈的输出通过引线输出到测量电路。图3-5-5答案：见解析我综合，我发展3.简述的磁电式扭矩传感器的工作原理。解析：图3-5-6是磁电式扭矩传感器的工作原理图。在驱动源和负载之间的扭转轴的两侧安装有齿形圆盘。它们旁边装有相应的两个磁电传感器。磁电传感器的结构见图3-5-7所示。传感器的检测元件部分由永久磁铁、感应线圈和铁芯组成。永久磁铁产生的磁力线与齿形圆盘交接。当齿形圆盘旋转时，圆盘齿凸凹引起磁路气隙的变化，于是磁通量也发生变化，在线圈中感应出交流电压，其频率在数值上等于圆盘上齿数与转数的乘积。图3-5-6图3-5-7当扭矩

3、作用在扭转轴上时，两个磁电传感器输出的感应电压U1和U2存在相位差。这个相位差与扭转轴的扭转角成正比。这样，传感器就可以把扭矩引起的扭转角转换成相位差的电信号。4.在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵.某种电磁泵的结构如图3-5-8所示，把装有液态钠的矩形截面导管（导管是环形的，图中只画出其中一部分）水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与导管垂直，让电流I按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B垂直.设导管截面高为a，宽为b，导管有长为l的一部分置于磁场中，由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动力而不断沿管子向前推进.整个系统是完全密封的，只有

4、金属钠本身在其中流动，其余的部件是固定不动的。图3-5-8（1）在图上标出液态钠受磁场驱动力的方向;（2）假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式;（3）设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q，单位体积内参与导电的自由电荷数为n，求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度.解析：由图结构可知，液态钠可以导电，当通以图示方向电流时，就相当于有长为a的通电金属钠液柱处在磁场B中，磁场便会对这段金属钠液柱产生安培力作用，推动液态钠沿管流动.如果计算出了这个安培力，再除以管子的横截面积就可以计算出附加压强p。（1）磁场驱动力F方向沿导管水平向里且与B、I均垂直（图略）。（2）由安培力计算公式可得液态钠所受磁场驱动力F=BIa管道横截面积S=ab由于压强公式，垂直于导管横截面方向上磁场力产生的附加压强p=由得p=。（3）由电流定义式I=在时间