Question

【題目】電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)

常用電動(dòng)自行車調(diào)速系統(tǒng)主要由磁鐵、霍爾傳感器、控制器和開關(guān)K四部分組成。

霍爾傳感器是將磁信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的裝置，它產(chǎn)生的電壓U0隨磁場(chǎng)增強(qiáng)而增大。在轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)自行車手柄旋轉(zhuǎn)套時(shí)，旋轉(zhuǎn)套中磁鐵與固定在手柄中的霍爾傳感器的距離發(fā)生改變，使U0發(fā)生變化。

控制器的作用是將自身產(chǎn)生的電壓U1與霍爾傳感器的電壓U0比較后，輸出控制電壓UK，控制開關(guān)K的通斷，當(dāng)U1小于U0時(shí)，UK＝1V，圖甲中開關(guān)K閉合；U1大于U0時(shí)，UK＝0，K斷開。

正常行駛時(shí)，電動(dòng)自行車U1的大小隨時(shí)間周期性變化，如圖乙，控制器輸出的UK使開關(guān)交替通斷，每分鐘約一萬(wàn)次。

（1）電動(dòng)自行車在行駛過程中主要的能量轉(zhuǎn)化與_____相同。

A．發(fā)電機(jī) B．揚(yáng)聲器 C．話筒 D．電熱水壺

（2）當(dāng)控制電壓UK＝0時(shí)，電動(dòng)機(jī)中_____（選填“有”或“無(wú)”）電流通過。

（3）已知每次開關(guān)K閉合與斷開時(shí)間的比值增大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨之增大。請(qǐng)結(jié)合圖乙判斷當(dāng)U0增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速_____（選填“增大”或“減小”）。

（4）如圖丙，將霍爾傳感器從條形磁鐵的S極附近水平移動(dòng)到N極附近。在此過程中，霍爾傳感器產(chǎn)生電壓的變化情況是_____。

（5）圖丁中折線A和直線B分別是U1和U0隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線，則圖中的四個(gè)時(shí)刻中_____時(shí)刻電動(dòng)車獲得動(dòng)力。

（6）U1的變化周期T約為_____。

A．6×10﹣6s B．6×10﹣3s C．6×10﹣2s D．6×10﹣1s

（7）當(dāng)電動(dòng)車在行駛過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄旋轉(zhuǎn)套后，車速增大，與轉(zhuǎn)動(dòng)前相比較，下列判斷正確的是：_____。

A．電動(dòng)車蓄電池輸出功率變小

B．霍爾傳感器產(chǎn)生的電壓U0變小

C．磁鐵與霍爾傳感器距離變小

D．每次開關(guān)K閉合與斷開時(shí)間的比值變小

Answer 1

【答案】B 無(wú) 增大 先變小后變大 t4 B C

【解析】

（1）電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)里受力運(yùn)動(dòng)的原理制成的。

A、發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來(lái)工作的；

B、揚(yáng)聲器運(yùn)用了通電線圈在磁場(chǎng)里受力運(yùn)動(dòng)的原理制成的；

C、話筒是利用電磁感應(yīng)的原理，將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的；

D、電熱水壺是利用電流的熱效應(yīng)原理制成的；

故選B；

（2）由材料可知UK＝0，K斷開，電路中無(wú)電流通過；

（3）U0變大時(shí)，U1小于U0的時(shí)間段變長(zhǎng)，UK＝1V的時(shí)間變長(zhǎng)，即K閉合時(shí)間變長(zhǎng)，K閉合時(shí)間比斷開時(shí)間長(zhǎng)，開關(guān)K閉合與斷開時(shí)間的比值增大，根據(jù)“每次開關(guān)K閉合與斷開時(shí)間的比值增大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也隨之增大”知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大；

（4）已知條形磁鐵的磁性是兩端最強(qiáng)，中間弱；則霍爾傳感器從條形磁鐵的S極附近水平移動(dòng)到N極附近過程中，根據(jù)磁場(chǎng)的磁性是由強(qiáng)變?nèi)�，然后由弱變�?qiáng)，所以根據(jù)U0隨磁場(chǎng)增強(qiáng)而增大的特點(diǎn)可知霍爾傳感器產(chǎn)生電壓U0變化是先變小后變大；

（5）當(dāng)U1小于U0時(shí)，UK＝1V，圖甲中開關(guān)K閉合，電動(dòng)車獲得動(dòng)力，圖象中的t4時(shí)刻U1小于U0，電動(dòng)車獲得動(dòng)力；

（6）已知控制器輸出的UK使開關(guān)交替通斷，每分鐘約一萬(wàn)次，則變化周期T＝=＝6×10﹣3s，故選B；

（7）電動(dòng)車蓄電池的輸出功率是不變的，故A錯(cuò)誤；

正常行駛時(shí)，電動(dòng)自行車U1的大小隨時(shí)間周期性變化示意是一定的，則K閉合時(shí)間變長(zhǎng)，即U1小于U0的時(shí)間段變長(zhǎng)，UK＝1V的時(shí)間變長(zhǎng)，U0變大，故B錯(cuò)誤；

U0隨磁場(chǎng)增強(qiáng)而增大，所以霍爾傳感器周圍的磁性變強(qiáng)，即與磁鐵的距離減小，故C正確；

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與每次K閉合與斷開時(shí)間的比值相對(duì)應(yīng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大時(shí)，K閉合時(shí)間比斷開時(shí)間長(zhǎng)，則K閉合與斷開時(shí)間的比值變大；故D錯(cuò)誤。