Question

9．物理學(xué)中，用磁感應(yīng)強(qiáng)度（用字母B表示）來描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，國(guó)際單位是特斯拉（用字母T表示），磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大表示磁場(chǎng)越強(qiáng)；B=0表明沒有磁場(chǎng)．有一種電阻，其阻值大小隨周圍磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化而變化，這種電阻叫磁敏電阻，為了探究電磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與哪些因素有關(guān)，小超設(shè)計(jì)了如甲、乙兩圖所示的電路，圖甲中電源電壓恒為6V，R為磁敏電阻，圖乙中的電磁鐵左端靠近且正對(duì)圖甲中的磁敏電阻R₁磁敏電阻R的阻值隨周圍磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的關(guān)系圖象如圖丙所示．

（1）當(dāng)圖乙S₂斷開，圖甲S₁閉合時(shí)，磁敏電阻R的阻值是100Ω，電流表的示數(shù)為60mA．
（2）閉合S₁和S₂，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小超發(fā)現(xiàn)圖甲中的電流表的示數(shù)逐漸減小，說明磁敏電阻R的阻值變大，電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度變強(qiáng)．
（3）閉合S₁和S₂，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P保持不動(dòng)，將磁敏電阻R水平向左逐漸遠(yuǎn)離電磁鐵時(shí)，小超將測(cè)出的磁敏電阻與電磁鐵左端的距離L、對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I及算出的磁感應(yīng)強(qiáng)度B同時(shí)記錄在下表中，請(qǐng)計(jì)算當(dāng)L=5cm時(shí)，磁敏電阻R所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T．

L/cm	1	2	3	4	5	6
I/mA	10	12	15	20	30	46
B/T	0.68	0.65	0.60	0.51		0.20

（4）綜合以上實(shí)驗(yàn)可以看出：電磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度隨通過電流的增大而增大；離電磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越弱．

Answer 1

分析 （1）據(jù)題可知，此時(shí)的電源電壓是6V，且此時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零；由圖丙得出R的阻值，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$即可求出電路中的電流；
（2）滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，圖甲中電流表的時(shí)速逐漸減小，據(jù)此分析即可判斷規(guī)律；
（3）x=5cm時(shí)，對(duì)于圖表得出電流是30mA，據(jù)歐姆定律可以判斷電阻大小，進(jìn)而判斷磁場(chǎng)的強(qiáng)弱；
（4）據(jù)上面的知識(shí)分析即可判斷出變化的規(guī)律．

解答 解：（1）當(dāng)圖乙S₂斷開，圖甲S₁閉合時(shí)，即磁場(chǎng)強(qiáng)度為零，據(jù)圖2可知，此時(shí)的R=100Ω，故此時(shí)電路中的電流是：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{100Ω}$=0.06A=60mA；
（2）閉合開關(guān)S₁和S₂，圖乙中滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器電阻變小，電流變大磁場(chǎng)變強(qiáng)，圖甲中電流表的示數(shù)逐漸減小，即R的電阻變大，據(jù)此分析可知：磁感電阻R處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增強(qiáng)；
（3）x=5cm時(shí)，對(duì)于圖表得出電流是30mA，據(jù)歐姆定律可知，R′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.03A}$=200Ω，故對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度是0.40T；
（4）綜合以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析（2）中的表格數(shù)據(jù)可以得出“電磁鐵外軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度隨電磁鐵電流的增大而增大，離電磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越弱；
故答案為：（1）100；60；（2）大；強(qiáng)；（3）0.40；（4）增大；弱．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了電路的分析、歐姆定律的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性的計(jì)算題，難度較大．