Question

20．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．如圖所示是某磁敏電阻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)，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)解答下列問(wèn)題：

（1）當(dāng)S₁斷開，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0.3T；
（3）實(shí)驗(yàn)中將右圖甲中電路電源的正負(fù)極對(duì)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(chǎng)的方向無(wú)關(guān)；
（4）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器連人電路R₁中的阻值來(lái)改變磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而影響電流表的示數(shù)．若讓滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P 向右移動(dòng)，此時(shí)電流表的示數(shù)將變大．（選填“變大”、“變小”或“不變”）．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）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(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）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）滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，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(jìn)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(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)S₁斷開，S₂閉合時(shí)，R沒(méi)有磁性，
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）閉合開關(guān)S₁時(shí)，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(shí)，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(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T；
（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）滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，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(shí)，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(shí)電流表的示數(shù)將變大．
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；
（3）方向；
（4）變大；改變通電螺線管的線圈匝數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 此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．