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第一章传感器概述人的体力和脑力劳动通过感觉器官接收外界信号，将这些信号传送给大脑，大脑把这些信号分析处理传递给肌体。
如果用机器完成这一过程，计算机相当人的大脑，执行机构相当人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。
1.1.1传感器的定义广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号的输出器件和装置。
狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准对传感器定义是：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置以上定义表明传感器有以下含义：1、它是由敏感元件和转换元件构成的检测装置；2、能按一定规律将被测量转换成电信号输出；3、传感器的输出与输入之间存在确定的关系；按使用的场合不同又称为: 变换器、换能器、探测器1.1.2传感器的组成传感器由敏感元件、转换元件、基本电路三部分组成：图示：被测量---敏感原件-----转换原件----基本电路-------电量输出电容式压力传感器-------------------压电式加速度传感器----------------------电位器式压力传感器1.1.3传感器的分类1）按传感器检测的范畴分类：生物量传感器、化学量传感器、物理量传感器、2）按输入量分类：速度、位移、角速度、力、力矩、压力、流速、液面、温度、湿度3）按传感器的输出信号分类：模拟传感器数字传感器4）按传感器的结构分类：结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器5）按传感器的功能分类：智能传感器、多功能传感器、单功能传感器6）按传感器的转换原理分类：机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器电化学传感器。
7）按传感器的能源分类：有源传感器、无源传感器国标制定的传感器分类体系表将传感器分为：物理量、化学量、生物类传感器三大门类；1.2 传感器的地位与作用在基础学科研究中，传感器更有突出的地位。
宏观上的茫茫宇宙、微观上的粒子世界、长时间的天体演化、短的瞬间反应。
传感器总复习综合练习题总复习综合练习〔2022-6〕表1．1工业检测涉及的内容被测量类型被测量热工量温度、热量、比热容、热流、热分布、压力(压强)、差压、真空度、流量、流速、物位、液位、界面机械量直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应力、应变、力矩、振动、噪声、质量(重量) 几何量长度、厚度、角度、直径、间距、形状、平行度、同轴度、粗糙度、硬度、材料缺陷物体的性质气体、液体、固体的化学成分、浓度、黏度、湿度、密度、酸碱和成分量状态量度、浊度、透明度、颜色工作机械的运动状态(启停等)、生产设备的异常状态(超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等) 电工量电压、电流、功率、电阻、阻抗、频率、脉宽、相位、波形、频谱、磁场强度、电场强度、材料的磁性能显然，在实际工业生产中，需要检测的量远不止以上所举的工程。
而且随着自动化、现代化的开展，工业生产将对检测技术提出越来越多的新要求，本教材重点向读者介绍非电量的检测。
1．1．4检测系统的根本结构检测系统规模的大小及其复杂程度与被测量的多少、被测量的性质以及被测对象的特性有非常密切的关系。
图1．11所示为涵盖各种功能模块的检测系统的结构框图，由传感器、模拟信号调理电路、数字信号分析与处理局部、显示局部以及将处理信号传送给控制器、其他检测系统或上位机系统的通信接口局部等，但并不是所有的检测任务都包括以上几个局部。
传感器是检测系统的第一个环节，设计时要充分考虑被测量和被测对象的特点，在了解被测对象和各种传感器的特性的根底上，根据被测量精度的要求、被测量变化范围、被测对象所处的环境条件、传感器的体积以及整个检测系统的性能要求等限制，合理地选择传感器。
它所获得信息的正确与否决定了检测系统的精度。
因此，传感器在检测系统中占有重要的位置。
信号调理电路是对传感器的输出电信号作进一步的加工和处理，多数是进行电信号之间的转换，包括对信号的转换、放大、滤波等。
通过信号的调理，把传感器输出的电量变成具有一定驱动和传输能力的电压、电流或频率信号等，最终获得便于传输、显示、记录以及作进一步后续处理的信号并推动后级的执行机构。
传感器复习资料一.名词解释测量：测量就是通过专用的手段和技术工具，通过实验的方法，把被测量与同性质的标准量进行比较，求出两者的比值，从而得到被测量数值大小的过程。
传感器：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置。
动态特性：传感器的动态特性是指其输出与随时间变化的输入量之间的响应特性。
静态特性：传感器的静态特性是指传感器变换的被测量的数值处在稳定状态时，传感器的输出与输入的关系。
灵敏度：传感器在稳态标准条件下，输出变化对输入变化的比值称为灵敏度。
线性度：在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间的最大偏差（ΔYmax）与满量程输出（Y）的百分比，称为线性度迟滞：迟滞是指在相同的工作条件下，传感器正行程特性和反行程特性的不一致程度。
直接测量：在使用仪表或者传感器进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算就能直接表示测量所需要的结果的测量方法称为直接测量。
间接测量：在使用仪表或传感器进行测量时，首先要对与测量有确定函数关系的几个量进行测量，将被测量代入函数关系式，经过计算得到所需要的结果，这种测量方法称为间接测量。
压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力使它变形，其内部就产生极化现象，同时在它的表面便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，其又重新恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。
热电效应：当受热物体中的电子，因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。
霍尔元件：霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器。
用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。
光电耦合器：光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。
它由发光源和受光器两部分组成。
把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。
发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
二.填空题大部分组成。
一、填空题（每题3分）1.传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
2.金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时, 产生机械变形, 导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。
3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后, 其电阻率发生明显变化, 这种现象称为压阻效应。
4.金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形, 从而导致材料的电阻发生变化。
5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主, 材料的电阻率相对变化为辅；而半导体材料则正好相反, 其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主, 而机械形变为辅。
6.金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。
7、固体受到作用力后电阻率要发生变化, 这种现象称压阻效应。
8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器, 传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成, 弹性元件用来感知应变, 电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
11.应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器, 传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成, 弹性元件用来感知应变, 电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器, 传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成, 弹性元件用来感知应变, 电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
13.应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器, 传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成, 弹性元件用来感知应变, 电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。
传感器原理与应用复习资料（推荐五篇）第一篇：传感器原理与应用复习资料光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。
如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B=11.46㎜莫尔条纹的放大倍数K= 573.2。
光栅传感器结构为：光源→标尺光栅→指示光栅→光电元件在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中，①（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。
传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信号调节转换电路组成。
电阻应变片式传感器按制造材料可分为①金属材料和②半导体体材料。
它们在受到外力作用时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由电阻应变效应形成的光电传感器的工作原理是基于物质的光电效应，目前所利用的光电效应大致有三大类：第一类是利用在光线作用下材料中电子溢出表面的现象，即外光电效应，光电管以及光电倍增管传感器属于这一类；第二类是利用在光线作用下材料电阻率发生改变的现象，即内光电效应。
光敏电阻传感器属于这一类。
第三类是利用在光线作用下光势垒现象，即光生伏特效应，光敏二极管及光敏三极管_ 传感器属于这一类。
传感器由敏感元件、传感元件、测量转换电路三部分组成。
依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件,转换元件,测量电路三个部分组成。
光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，其中内光电效应可以分为光电导效应、光生伏特效应光电倍增管是利用二次电子释放效应，将光电流在管内部进行放大。
它由光电阴极、若干倍增极和阳极三部分组成。
编码器用来测量角位移。
在数控机床直线进给运动控制中，通过测量角位移间接测量出直线位移，表达式为 x＝t/360︒× θ。
绝对式编码器输出二进制编码，增量式编码器输出脉冲。
增量式编码器输出信号要进行辨向、零标志和倍频等处理。
传感器原理与应用复习题第一章传感器概述1．什么是传感器？传感器由哪几个部分组成？试述它们的作用和相互关系。
（1）传感器定义：广义的定义：一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定的规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
广义传感器一般由信号检出器件和信号处理器件两部分组成；狭义的定义：能把外界非电信号转换成电信号输出的器件。
我国国家标准对传感器的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。
以上定义表明传感器有这样三层含义：它是由敏感元件和转换元件构成的一种检测装置；能按一定规律将被测量转换成电信号输出；传感器的输出与输入之间存在确定的关系。
（2）组成部分：传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。
（3）他们的作用和相互关系：敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
2．传感器的总体发展趋势是什么？现代传感器有哪些特征，现在的传感器多以什么物理量输出？（1）发展趋势：①发展、利用新效应；②开发新材料；③提高传感器性能和检测范围；④微型化与微功耗；⑤集成化与多功能化；⑥传感器的智能化；⑦传感器的数字化和网络化。
（2）特征：由传统的分立式朝着集成化。
数字化、多动能化、微型化、智能化、网络化和光机电一体化的方向发展，具有高精度、高性能、高灵敏度、高可靠性、高稳定性、长寿命、高信噪比、宽量程和无维护等特点。
（3）输出：电量输出。
3．压力、加速度、转速等常见物理量可用什么传感器测量？各有什么特点？本身发热小，缺点是输出非线性。
4（1）按传感器检测的量分类，有物理量、化学量，生物量；（2）按传感器的输出信号性质分裂，有模拟和数字；（3）按传感器的结构分类，有结构性、物性型、复合型；（4）按传感器功能分类，单功能，多功能，智能；（5）按传感器转换原理分类，有机电、光电、热电、磁电、电化学；（6）按传感器能源分类，有有源和无源；根据我国的传感器分类体系表，主要分为物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器三大类。
复习1. 传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的 D 。
A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.分辨力越高2. 下列被测物理量适合于使用涡流传感器进行测量的是 D 。
A．压力 B．力矩C．温度 D．厚度3. 霍尔元件一般采用 B 材料？A. 高分子B. 半导体C. 绝缘体D. 导体4．半导体应变片与金属应变片比较,其具有 A 的优点。
A.灵敏度高B.温度稳定性好C.可靠性高D.接口电路复5.螺线管式自感传感器采用差动结构是为了 B 。
A．加长线圈从而增加线性范围B．提高灵敏度，减小温漂C．降低成本D．增加线圈对衔铁的吸引力6.使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量 C 。
A．人体重量 B．车刀的压紧力C．车刀在切削时感受到的切削力的变化量D．自来水管中水的压力7.在车间用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时，应采用 D 较为妥当。
A．计算修正法 B．仪表机械零点调整法C．冰浴法 D．冷端补偿器法（电桥补偿法）8.光栅传感器利用莫尔条纹来达到 A 。
A. 提高光栅的分辨力B. 辨向的目的C. 使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化D. 细分的目的9.若要求线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨率为1 m左右，应选择 A 自感传感器为宜。
A．变隙式 B．变面积式 C．螺线管式10. 非线性度是表示校准曲线( B )的程度。
A.真值B.偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性11．属于传感器动态特性指标的是（ D ）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．上升时间12. 在下列传感器中,将被测物理量的变化量直接转化为电荷变化量的是( A )。
A.压电式传感器B.电容式传感器C.自感式传感器D.电阻式传感器13. 全电桥式传感器电路由环境温度变化引起的误差为( D )A. B.C. D. 0 14. 压电式加速度传感器是 ( D ) 信号的传感器。
A. 适于测量任意B. 适于测量直流C. 适于测量缓变D. 适于测量动态15. 属于四端元件的是( C )。
第六章传感器综合复习教学目标：1．知识目标进一步体会非电学量转换成电学量的技术意义。
进一步了解常见传感器的工作原理，知道传感器是由敏感元件、电子线路与控制线路等组成的。
2．能力目标了解传感器的工作原理，并能简单应用传感器知识解决一些实际问题3．物理方法教育目标通过传感器在生活、生产与技术中的应用实例分析，拓展学生的思维，培养创新意识，激发学习兴趣。
复习重点：传感器的工作原理及应用实例分析教学方法：传感器的工作原理及应用实例分析教具投影片，学案教学过程（一）本章知识结构梳理（投影复习提纲，可以印发提纲，要求学生课下预习完成）1．什么是传感器？它是怎样的一类元件？2．热敏电阻和金属热电阻是一回事吗？它们的阻值随温度分别怎样变化？3．霍尔电压U H=__________，式中各量分别表示什么？4．光敏电阻有何特性？5．传感器应用的一般模式是怎样的？请画图表示。
6．常用的一种力传感器是由_________和__________组成的，________是一种敏感元件，现在多用半导体材料组成，受压时其上表面拉伸，电阻变_____，下表面压缩，电阻变_____。
外力越大，这两个表面的电压差值就越_____。
7．指出以下传感器应用的实例中，所应用的传感器，或主要元件。
（1）电子秤：_________的应用，敏感元件是_________（2）话筒：_________的应用，分_______和_________两种。
（3）电熨斗：_________的应用，敏感元件是_________，作用：控制________的通断。
（4）电饭锅：_________的应用，敏感元件是_________，作用：控制________的通断。
（5）测温仪：_________的应用，测温元件是________或_________、________、_________。
（6）鼠标器：_________的应用，主要元件是________或_________（7）火灾报警器：_________的应用，利用烟雾对____________来工作的。
8．如图所示是光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，试分析其工作原理．要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？9．如图所示温度报警器的工作电路，试分析其工作原理。
要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应该把R1的阻值调大些还是调小些？（二）精题讲练1、热敏电阻的特性【例1】如图所示，将多用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R t（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻）的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中上擦一些酒精，表针将向________（填“左”或“右”）移动；若用间．若往Rt吹风机将热风吹向电阻，表针将向________（填“左”或“右”）移动。
分析：若往R t上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻R t温度降低，电阻值增大，所以电流减少，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻R t 温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏．答案：左右点评：欧姆表的表盘刻度最右侧为 0，最左侧为最大值．针对练习1：如图所示，R 1为定值电阻，R 2为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时（）A．R 1两端的电压增大 B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱分析：R 2与灯L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻R 2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故 C正确，其余各项均错．答案：C2、光敏电阻的特性、R2为定值电阻，L为小灯泡，【例2】如图所示，RR为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）3A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大分析：当光强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大，A项正确， D项错误；由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大．答案：ABC跟踪练习2：如图所示，将多用电表的选择开关置于欧姆档，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻R t的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若用不透光的黑纸将R t包裹起来，表针将向_______（填“左”或“右”）转动；若用手电筒光照射R，表针将向_______（填“左”或“右”）转动。
t简析：光敏电阻受光照越强，电阻越小，电流越大，所以将R t包裹起来电阻增大，电流减小，指针向左偏，反之向右偏．答案：左右3、力传感器的应用【例3】如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN 上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连，若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g。
求：（1）托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x l．（2）托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2．（3）在托盘上未放物体时通常先核准零点，其方法是：调节P 2，使P 2离A 的距离也为x l ，从而使P 1、P 2间的电压为零．校准零点后，将物体m 放在托盘上，试推导出物体质量m 与P 1、P 2间的电压U 之间的函数关系式．分析：托盘的移动带动P 1移动，使P 1、P 2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R 为均匀的滑线电阻，则其阻值与长度成正比．解：（1）由力的平衡知识知：10kx g m = 解得kgm x 01=（2）放上重物重新平衡后，20)(kx g m m =+ 解得kgm m x )(01+= （3）由闭合电路欧姆定律知E=IR 由部分电路欧姆定律：U=IR x 由LxR R x =，其中x 为P 1、P 2间的距离，R x 为P 1、P 2间的电阻，则 kmgx x x =-=12 联立解得 U gEkL m =点评：在有关力电传感器的计算中，必然涉及电路计算，注意欧姆定律及分压原理的应用．跟踪练习3： 磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为μ22B ．式中B 是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数．为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B ，一学生用一根端面面积为A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P ，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离l ∆，并测出拉力F ，如图所示．因为F 所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感应强度B 与F 、A 之间的关系为B=_______简析：在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离l ∆的过程中，拉力F 可认为不变，因此，F 所做的功l F W ∆=．以w 表示间隙中磁场的能量密度，则间隙中磁场的能量l wA E ∆=．由题给条件得μ22B w =． 故l A B E ∆=μ22因为F 所做的功等于间隙中磁场的能量，即W=E ，故有=∆l F l A B ∆μ22解得AFB μ2=4、温度传感器的应用【例4】家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC 元件，PTC 元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热、控温两重功能，对此以下说法中正确的是（ ）A ．通电后其功率先增大后减小B ．通电后其功率先减小后增大C ．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1至t 2的某一值不变D ．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t 1或t 2不变解析：根据PTC 元件的电阻率随温度变化的曲线，可知在常温下，它的电阻是相当小的，通入电流以后，随着温度的升高，其电阻率先变小后增大，那么它的功率先变大，后变小，温度保持在在t 1至t 2的某一值不变，这时候电路处于稳定状态，如果温度再升高，电阻率变大，导致电流变小，温度就会降下来；如果温度降低，电阻率减小，导致电流变大，温度就会升上去，所以本题正确答案为A、C。
答案：AC跟踪练习4：一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度t变化的关系如图中实线①所示．由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．被称为“PTC”的特有一种用主要成分为BaTiO3殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点．PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示．试根据图线分析：（1）为什么原处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普遍电熨斗升温快？（2）通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在T_____<t<T_______范围之内．（填下标数字）答案：（1）冷态时PTC电阻很小，电功率很大，所以升温很快（2）6 75、霍尔元件的应用【例5】如图所示，厚度为h、宽为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。
实验表明，当磁场不太强时电势差U，电流I和B的关系为U=k，式中的比例系数k称为霍尔系数。
霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。
设电流I 是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为v ，电量为e ，回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A 的电势 下侧面Ａ的电势（填高于、低于或等于）。
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为 。
（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U 时，电子所受的静电力的大小为 ．（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数k =neI，其中n 代表导体板单位体积中电子的个数。
解析：霍尔效应对学生来说是课本里没有出现过的一个新知识，但试题给出了霍尔效应的解释，要求学生在理解的基础上，调动所学知识解决问题，这实际上是对学生学习潜能的测试，具有较好的信度和效度。
（1）首先分析电流通过导体板时的微观物理过程。
