Question

19．磁場(chǎng)的強(qiáng)弱可用磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）表示，單位為特斯拉（T）．小華設(shè)計(jì)了磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量?jī)x，如圖為其原理圖．該儀器顯示計(jì)由電流表改裝，電源電壓6V，定值電阻R₀為40Ω．磁敏電阻R_B，在常溫下的阻值隨外加磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示．

磁感應(yīng)強(qiáng)度B/T	0	0.04	0.08	0.12	0.16	0.20
磁敏電阻RB/Ω	160	180	200	230	260	290

（1）該顯示計(jì)的刻度是不均勻（選填“均勻”或“不均勻”）的，表示0.04T的刻度在0.08T的右（選填“左”或“右”）側(cè)．
（2）用該測(cè)量?jī)x測(cè)得某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.08T，磁敏電阻R_B兩端的電壓是多少？
（3）若把該測(cè)量?jī)x放在某處，閉合開(kāi)關(guān)，電路消耗的總功率為0.12W，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電路中的電流，然后分析電流與磁敏電阻阻值的關(guān)系得出答案；比較0.04T和0.08T時(shí)磁敏電阻的阻值，然后根據(jù)歐姆定律比較兩者的電流關(guān)系即可得出答案；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.08T時(shí)磁敏電阻的阻值，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出磁敏電阻R_B兩端的電壓；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路消耗的總功率為0.12W時(shí)的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出磁敏電阻的阻值，由表格數(shù)據(jù)可知該處磁感應(yīng)強(qiáng)度．

解答 解：（1）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{B}}$，
因電路中的電流I與磁敏電阻R_B不成正比，
所以，該顯示計(jì)的刻度不均勻；
由表格數(shù)據(jù)可知，0.04T時(shí)磁敏電阻的阻值小于0.08T時(shí)的阻值，
由I=$\frac{U}{R}$可知，0.04T時(shí)電路中的電流較大，
則表示0.04T的刻度在0.08T的右側(cè)；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.08T時(shí)，磁敏電阻的阻值R_B=200Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{B}}$=$\frac{6V}{40Ω+200Ω}$=0.025A，
磁敏電阻R_B兩端的電壓：
U_B=IR_B=0.025A×200Ω=5V；
（3）電路消耗的總功率為0.12W時(shí)，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（6V）^{2}}{0.12W}$=300Ω，
此時(shí)磁敏電阻的阻值：
R_B′=R-R₀=300Ω-40Ω=260Ω，
由表格數(shù)據(jù)可知，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.16T．
答：（1）不均勻；右；   
（2）用該測(cè)量?jī)x測(cè)得某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.08T，磁敏電阻R_B兩端的電壓是5V；
（3）電路消耗的總功率為0.12W，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.16T．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵．