Question

6．磁場的強弱可用磁感應(yīng)強度（B）表示，單位為特（T）．某些材料的電阻值隨磁場增強而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，用這些材料制成的電阻稱為磁敏電阻，利用磁敏電阻可以測量磁感應(yīng)強度．某磁敏電阻R_B在室溫下的阻值與外加磁場B大小間的對應(yīng)關(guān)系如表所示．

外加磁場B/T	0	0.04	0.08	0.12	0.16	0.20
磁敏電阻RB/Ω	150	170	200	230	260	300

把R_B接入如圖所示電路（電源電壓恒為9V，滑動變阻器R′上標有“100Ω  1A”字樣），并在室溫下進行實驗．
（1）當外加磁場增強時，電路中的電流變小（填“變大”、“變小”或“不變”）；為了使電壓表的示數(shù)保持不變，滑動變阻器R′的滑片應(yīng)向b （填“a”或“b”）端移動；
（2）R_B所在處無外加磁場時，R_B=150Ω；此時閉合開關(guān)，滑片P在a端和b端之間移動時，電壓表示數(shù)的變化范圍是5.4V～9V（不計實驗電路產(chǎn)生的磁場，下同）
（3）當電路置于某磁場處，滑動變阻器R′滑片P位于b端時，電壓表的示數(shù)為6V，則該處磁場的磁感應(yīng)強度為0.08T．

Answer 1

分析 （1）首先要根據(jù)表格中數(shù)據(jù)判斷出磁場增強時，電阻的變化情況．從而根據(jù)歐姆定律的內(nèi)容進行分析．
要掌握串分壓的特點，因為在串聯(lián)電路中，電流相等，所以U₁：U₂=R₁：R₂．串聯(lián)的電阻越大，它兩端的電壓越大．
（2）當滑動變阻器的阻值變化時，R_B兩端的電壓就會發(fā)生變化，所以可以先計算出滑動變阻器的阻值最大和最小時電壓表的示數(shù)，從而確定出電壓表的示數(shù)變化范圍．
（3）首先計算出當電壓表的示數(shù)是6V時，R_B的阻值，對照表格中數(shù)據(jù)從而可以得知此時磁場的強度．

解答 解：
（1）由表格數(shù)據(jù)可知，當磁場增強時，R_B的阻值增大，電路中的總電阻增大，而電源電壓不變，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流減�。�
根據(jù)串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，由于R_B的阻值增大，所以R_B兩端的電壓也增大，為使它兩端的電壓不變（即電壓表示數(shù)不變），應(yīng)增大變阻器兩端的電壓，應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，所以滑片應(yīng)向b端移動．
（2）當滑片P位于b端時，滑動變阻器的阻值最大為100Ω．
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可得總電阻：
R_總=R_B+R′=150Ω+100Ω=250Ω，
則電路中的電流：I₁=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{9V}{250Ω}$=0.036A，
R_B兩端的電壓：U_B=I₁R_B=0.036A×150Ω=5.4V；
當滑片P位于a端時，滑動變阻器的阻值為0，所以R_B兩端的電壓為電源電壓9V．
由此可知，電壓表示數(shù)變化范圍為5.4V～9V．
（3）當滑動變阻器的滑片位于b端時，滑動變阻器的阻值為100Ω，
電壓表的示數(shù)是6V，則滑動變阻器兩端的電壓為U′=9V-6V=3V；
由歐姆定律可得，此時電路中的電流為I=I_滑=$\frac{{U}^{′}}{{R}^{′}}$=$\frac{3V}{100Ω}$=0.03A，
則此時R_B的阻值：R_B′=$\frac{{U}_{B}}{I}$=$\frac{6V}{0.03A}$=200Ω，
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知，該處磁場的磁感應(yīng)強度為0.08T．
故答案為：（1）變小；b；（2）5.4V～9V；（3）0.08．

點評 此題是一道信息給予題，主要考查了學(xué)生接受新信息的能力，同時考查了學(xué)生對歐姆定律的應(yīng)用能力．首先要熟練掌握歐姆定律的基本公式及變形公式，同時在解決題目時，要注意將電路簡化成一般的串聯(lián)電路．