Question

13．在物理學(xué)中，用磁感應(yīng)強(qiáng)度（用字母B表示，國(guó)際單位：特斯拉，符號(hào)是T）表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．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，這種電阻叫作電阻．圖a表示是某磁電阻R的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的圖象．某實(shí)驗(yàn)小組用該磁敏電阻測(cè)量通電螺線管外部的磁感應(yīng)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了如圖b所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電源電壓U₁、U₂保持不變．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）由圖a可知磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增大而增大；
（2）請(qǐng)用筆劃線代替導(dǎo)線，根據(jù)圖b中的乙電路圖將圖c中未完成的電路連接完整；
（3）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；只閉合S₁，通電螺線管的左端為S極；
（4）閉合S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P在某一位置不動(dòng)后，閉合S₂，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片，測(cè)得電流表示數(shù)為0.05A時(shí)，電壓表的示數(shù)為9V，此時(shí)該磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T；
（5）閉合S₁、S₂，保持R₂不變，將滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P向左移動(dòng)，通電螺線管的磁性增強(qiáng)（選填“增強(qiáng)”或“減弱”），那么電流表的示數(shù)減小，電壓表的示數(shù)增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）由圖a可知，磁敏電阻與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系；
（2）由圖b可得，R與R₂串聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中測(cè)電路中的電流，電壓表并聯(lián)在R兩端的電壓測(cè)R兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（3）當(dāng)S₁斷開(kāi)，S₂閉合時(shí)，磁敏電阻周圍無(wú)磁場(chǎng)，由圖a可知R的阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路中電流表的示數(shù)；根據(jù)安培定則判斷只閉合S₁時(shí)通電螺線管左端的NS極；
（4）根據(jù)歐姆定律求出磁敏電阻的阻值，根據(jù)圖a可知此時(shí)該磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（5）閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₂，將滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知甲電路中電流的變化和螺線管磁性的變化，從而得出R周圍磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，進(jìn)一步得出R的阻值變化，根據(jù)歐姆定律可知乙電路中電流的變化，根據(jù)歐姆定律可知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．

解答 解：（1）由圖可以看出，磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，磁敏電阻的阻值增大；
（2）由圖b可知，電壓表與R并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（3）當(dāng)S₁斷開(kāi)，S₂閉合時(shí)，磁敏電阻周圍無(wú)磁場(chǎng)，由圖a可知R=100Ω，
則電路中電流表的示數(shù)I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{3V}{100Ω}$=0.03A；
電流從螺線管的左端流入，右端流出，根據(jù)螺線管的線圈繞向，再利用安培定則即可確定螺線管的右端為N極，左端為S極；
（4）磁敏電阻的阻值：
R′=$\frac{{U}_{R}′}{I′}$=$\frac{9V}{0.05A}$=180Ω，
由圖a可知，此時(shí)該磁敏電阻所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T；
（5）閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₂，將滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P向左移動(dòng)時(shí)，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，即通過(guò)螺線管的電流變大，螺線管的磁性變強(qiáng)，R周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度變大，R的阻值變大，
乙電路中的總電阻變大，則乙電路的電流變小，電流表的示數(shù)變小，
由U=IR可知，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．
故答案為：（1）增大；（2）如上圖所示；（3）0.03；S；（4）0.3；（5）增強(qiáng)；減小；增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物電路圖的連接和歐姆定律、串聯(lián)電路特點(diǎn)、安培定則的應(yīng)用等，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．