Question

20．物理學(xué)中常用磁感線來形象地描述磁場，用磁感應(yīng)強度（用字母B表示）來描述磁場的強弱，它的國際單位是特斯拉（符號是T），磁感應(yīng)強度B 越大表明磁場越強；B=0表明沒有磁場．有一種電阻，它的大小隨磁場強弱的變化而變化，這種電阻叫做磁敏電阻．如圖所示是某磁敏電阻R 的阻值隨磁感應(yīng)強度B變化的圖象．為了研究某磁敏電阻R 的性質(zhì)，設(shè)計了如圖所示的電路進行實驗，請解答下列問題：

（1）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合時，電壓表的示數(shù)為3V，則此時電流表的示數(shù)為0.03A；
（2）只閉合S₁，通電螺線管的左端為S極；閉合S₁和S₂，移動兩個滑動變阻器的滑片，當(dāng)電流表示數(shù)為0.04A 時，電壓表的示數(shù)為6V，由圖象可得，此時該磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強度0.3T；
（3）實驗中將右圖甲中電路電源的正負極對調(diào)，發(fā)現(xiàn)右圖乙電路中電壓表和電流表的示數(shù)均不變，這表明：該磁敏電阻的阻值與磁場的方向無關(guān)；
（4）實驗中通過改變滑動變阻器連人電路R₁中的阻值來改變磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強度，從而影響電流表的示數(shù)．若讓滑動變阻器R₁的滑片P 向右移動，此時電流表的示數(shù)將變大．（選填“變大”、“變小”或“不變”）．請你再提供一種改變磁感應(yīng)強度的方法改變通電螺線管的線圈匝數(shù)．

Answer 1

分析 （1）由圖象可以得到R沒有磁性時的電阻，已知此時R兩端電壓，利用歐姆定律得到電流表的示數(shù)；
（2）利用安培定則判斷通電螺線管的磁極；
已知磁敏電阻兩端電壓和通過的電流，可以得到電阻；由磁敏電阻的阻值，利用圖象可以得到磁感應(yīng)強度；
（3）電源正負極對調(diào)，電路電流方向發(fā)生改變，磁感應(yīng)強度說法變化，可以通過磁敏電阻的阻值是否發(fā)生變化判斷；
（4）滑動變阻器R₁的滑片P向右移動時，接入電路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，進一步可知通電螺旋線管磁性的變化，根據(jù)圖1可知磁敏電阻的阻值變化，根據(jù)歐姆定律可知電流表示數(shù)的變化．通電螺線管磁性的強弱與電流大小和線圈匝數(shù)有關(guān)．

解答 解：
（1）由圖象知，當(dāng)S₁斷開，S₂閉合時，R沒有磁性，
當(dāng)R沒有磁性時，R=100Ω，
根據(jù)歐姆定律得，電流表的示數(shù)為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{100Ω}$=0.03A；
（2）閉合開關(guān)S₁時，螺線管產(chǎn)生磁性，由安培定則知：右端為N極，左端為S極；
當(dāng)電流表示數(shù)為0.04A時，電壓表的示數(shù)為6V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，磁敏電阻的阻值為R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{6V}{0.04A}$=150Ω，
由圖象知，此時的磁感應(yīng)強度為0.3T；
（3）小剛將電源的正負極對調(diào)，螺線管的磁極發(fā)生變化；發(fā)現(xiàn)乙電路中電壓表和電流表的示數(shù)不變，也就是磁敏電阻的阻值不變．這表明：該磁敏電阻的阻值與磁場的方向無關(guān)；
（4）滑動變阻器R₁的滑片P向右移動時，接入電路中的電阻變大，甲電路的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，甲電路的電流變小，通電螺線管線圈匝數(shù)一定時，通電螺旋線管的磁性減弱，
由圖象可知，R的阻值變小，乙電路圖的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，即此時電流表的示數(shù)將變大．
已知磁敏電阻的大小隨磁場強弱的變化而變化，所以可以通過改變通電螺線管中線圈匝數(shù)改變螺線管的磁性強弱，間接改變磁敏電阻的阻值．
故答案為：
（1）0.03；
（2）S；0.3；
（3）方向；
（4）變大；改變通電螺線管的線圈匝數(shù)．

點評 此題是一道電與磁知識綜合應(yīng)用的創(chuàng)新題，題目形式、考查角度、考查方式新穎，注意了與高中知識的合理銜接，值得重點掌握．