Question

1．物理學(xué)中常用磁感線來(lái)形象地描述磁場(chǎng)，用磁感應(yīng)強(qiáng)度（用字母B表示）來(lái)描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，它的國(guó)際單位是特斯拉（符號(hào)是T），磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大表明磁場(chǎng)越強(qiáng)；B=0表明沒(méi)有磁場(chǎng)．有一種電阻，它的大小隨磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化而變化，這種電阻叫做磁敏電阻，圖1所示是某磁敏電阻R的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的圖象．為了研究某磁敏電阻R的性質(zhì)，小剛設(shè)計(jì)了如圖2所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)解答下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)S₁斷開(kāi)，S₂閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V，則此時(shí)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(dòng)兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表示數(shù)為0.04A時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，由圖象可得，此時(shí)該磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T．要使通電螺旋線管的磁性增強(qiáng)，應(yīng)將R₁的滑片向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)，此時(shí)保持R₂的滑片位置不變，電壓表的示數(shù)變大（選填“變大”或“不變”）．
（3）實(shí)驗(yàn)中小剛將電路中電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，發(fā)現(xiàn)乙電路中電壓表和電流表的示數(shù)不變，這表明：該磁敏電阻的阻值與磁場(chǎng)的方向無(wú)關(guān)．
（4）實(shí)驗(yàn)中小剛通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值來(lái)改變磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度，請(qǐng)你再提供一種改變磁感應(yīng)強(qiáng)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(méi)有磁性時(shí)的電阻，已知此時(shí)R兩端電壓，利用歐姆定律得到電流表的示數(shù)；
（2）①利用安培定則判斷通電螺線管的磁極；
②已知磁敏電阻兩端電壓和通過(guò)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(qiáng)度；
③通電螺線管線圈匝數(shù)一定時(shí)，增大電路中的電流可以增強(qiáng)通電螺旋線管的磁性，由圖1可知R阻值的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R₂兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化；
（3）電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，電路電流方向發(fā)生改變，磁感應(yīng)強(qiáng)度說(shuō)法變化，可以通過(guò)磁敏電阻的阻值是否發(fā)生變化判斷；
（4）通電螺線管磁性的強(qiáng)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)R沒(méi)有磁性時(shí)，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(kāi)關(guān)S₁時(shí)，螺線管產(chǎn)生磁性，由安培定則知：左端為S極；
當(dāng)電流表示數(shù)為0.04A時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，
磁敏電阻的阻值為R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{6V}{0.04A}$=150Ω，
由圖象知，此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T；
通電螺線管線圈匝數(shù)一定時(shí)，增大電路中的電流可以增強(qiáng)通電螺旋線管的磁性，則應(yīng)將R₁的滑片向左移動(dòng)，
由圖1可知，R的阻值增大，乙電路圖的總電阻變大，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，R₂兩端的電壓變小，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大；
（3）小剛將電源的正負(fù)極對(duì)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(chǎng)的方向無(wú)關(guān)；
（4）已知磁敏電阻的大小隨磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化而變化，
所以可以通過(guò)改變通電螺線管中線圈匝數(shù)改變螺線管的磁性強(qiáng)弱，間接改變磁敏電阻的阻值．
故答案為：
（1）0.03；
（2）S；0.3；左；變大；
（3）方向；
（4）改變通電螺線管的線圈匝數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電與磁知識(shí)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(shí)的合理銜接，值得重點(diǎn)掌握．