Question

12．磁場的強(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)度測量儀，如圖所示為原理圖．該儀器顯示計(jì)由電流表改裝，電源電壓6V，定值電阻R．為40Ω，磁敏電阻R_B在常溫下的阻值隨外加磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的對應(yīng)關(guān)系如表所示．求：

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

（1）當(dāng)待測磁感應(yīng)強(qiáng)度為0T時，磁敏電阻R_B是多少？
（2）用該測量儀測得某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.08T，電路中的電流是多少？磁敏電阻R_B兩端的電壓是多少？
（3）若把該測量儀放在某處，閉合開關(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）由表格直接讀出磁感應(yīng)強(qiáng)度為0T時磁感電阻R_B的阻值；
（2）由表格讀出磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.08T時，磁感電阻R_B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R_B兩端的電壓；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算出電路消耗的總功率為0.12W時電路的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出R_B此時的阻值，由表格數(shù)據(jù)可知該處磁感應(yīng)強(qiáng)度．

解答 解：（1）由表格可知，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0T時，磁感電阻R_B=160Ω；
（2）由圖R_B與R₀串聯(lián)在電路中，
由表格可知，當(dāng)B₁=0.08T時，R_B1=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=$\frac{U}{R}$=$\frac{U}{{R}_{B1}+{R}_{0}}$=$\frac{6V}{200Ω+40Ω}$=0.025A，
磁敏電阻R_B兩端的電壓：
U_B1=IR_B1=0.025A×200Ω=5V；
（3）測量儀放在某處，閉合開關(guān)，電路消耗的總功率為0.12W，
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，
此時磁敏電阻的阻值：
R_B2=R′-R₀=300Ω-40Ω=260Ω，
由表格可知，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.16T．
答：（1）當(dāng)待測磁感應(yīng)強(qiáng)度為0T時，磁感電阻R_B是160Ω；
（2）用該測量儀器測得某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是0.08T，電路中的電流是0.025A，磁感電阻R_B兩端的電壓是5V；
（3）若把該測量儀放在某處，閉合開關(guān)，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 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，要能熟練運(yùn)用公式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，關(guān)鍵是從表格中獲取有用信息．