(2014•盐城)阅读短文,回答问题:

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电动自行车是如何调速的
常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成.
霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置,它产生的电压U0随磁场增强而增大.在转动电动自行车手柄旋转套时,旋转套中磁铁与固定在手柄中的 霍尔传感器的距离发生改变,使U0发生变化.
控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后,输出控制电压UK,控制开关K的通断,当U1小于U0时,UK=1V,图甲中开关K闭合;U1大于U0时,UK=0,K断开.
正常行驶时,电动自行车U1的大小随时间周期性变化,如图乙所示,控制器输出的UK使开关交替通断,每分钟约一万次.U0不同,每次开关K闭合与断开时间的比值就不同,电动机的转速与每次K闭合与断开时间的比值相对应.

(1)控制电压UK=1V时,电动机中______(有/无)电流通过.
(2)如图丙所示,将霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近.在此过程中,霍尔传感器产生电压的变化情况是______.
(3)U1的变化周期T约为______.
A.6×10-6s B.6×10-3s C.6×10-2s D.6×10-1s
(4)图丁中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线,在图戊中画出UK随时间变化的关系图线.

(5)电动自行车在行驶过程中,转动手柄旋转套后,车速增大,与转动前相比,下列判断正确的是______.
A.霍尔传感器产生的电压U0减小
B.磁铁与霍尔传感器的距离减小
C.每次K闭合与断开时间之比变小
D.每次K闭合与断开时间之比变大.
悠悠的移动城堡 1年前 已收到1个回答 举报

香香草草 幼苗

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解题思路:(1)由材料判断出UK=1V时,开关的关闭状态,即可知道电动机中有无电流通过.
(2)根据霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近过程中,根据磁场的变化判断出霍尔传感器产生电压U0变化.
(3)已知控制器输出的UK使开关交替通断,每分钟约一万次,根据T=[t/n]计算U1的变化周期T.
(4)先根据U1与U0大小比较,得出输出控制电压UK,在图戊中即可画出UK随时间变化的关系图线.
(5)根据电动机的转速与每次K闭合与断开时间的比值相对应,先判断时间的比值的变化,然后根据比值的变化判断K闭合时间与断开时间的长短,进而判断U0的变化.

(1)由材料可知UK=0,K断开,则UK=1V时,开关K闭合,即电动机工作,有电流通过.
(2)已知条形磁铁的磁性是两端最强,中间弱;则霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近过程中,根据磁场的磁性是由强变弱,然后由弱变强,所以根据U0随磁场增强而增大的特点可知霍尔传感器产生电压U0变化是先减小后增大.
(3)已知控制器输出的UK使开关交替通断,每分钟约一万次,则变化周期T=[t/n]=[60s/10000]=6×10-3s,故选B.
(4)∵当U1小于U0时,UK=1V,U1大于U0时,UK=0.
∴在0~t1、t2~t3、t4~t5、t6~3T内,UK=1.
在t1~t2、t3~t4、t5~t6内,UK=0.
则UK随时间变化的关系图线如下图:

(5)∵电动机的转速与每次K闭合与断开时间的比值相对应,
∴电动机的转速增大时,K闭合时间比断开时间长,则K闭合与断开时间的比值变大;
∵电动自行车在行驶过程中,转动手柄旋转套后,车速增大,
∴每次K闭合与断开时间的比值变大,故C错误,D正确;
∵正常行驶时,电动自行车U1的大小随时间周期性变化示意是一定的,则K闭合时间变长,即U1小于U0的时间段变长,UK=1V的时间变长,
∴U0变大,故A错误;
∵U0随磁场增强而增大,
∴霍尔传感器周围的磁性变强,即与磁铁的距离减小,故B正确.
故答案为:(1)有;(2)先减小后增大;(3)B;(4)图略;(5)BD.

点评:
本题考点: 欧姆定律的应用;磁感线及其特点.

考点点评: 本题是信息阅读题,需要学生从材料中找出每项需要的数据和变化规律,然后根据规律分析判断得出.

1年前

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