题目内容

10．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”．为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2．

（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为60mA．闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大．
（2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如表．请计算x=5cm时，B=0.40T．
 x/cm 12 3 4 5 6 
 I/mA 1012 15 20 30 46 
 B/T 0.680.65 0.60 0.51 0.400.20 
（3）综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小．

分析 （1）据题可知，此时的电源电压是6V，且此时的磁场强度为零；图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的时速逐渐减小，据此分析即可判断规律；
（2）x=5cm时，对于图表得出电流是30mA，据欧姆定律可以判断电阻大小，进而判断磁场的强弱；
（3）据上面的知识分析即可判断出变化的规律．

解答 解：（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图2可知，此时的R=100Ω，故此时电路中的电流是：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{100Ω}$=0.06A=60mA；图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，有效电阻变小，电流变大磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐减小，即R的电阻变大，据此分析可知：磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大；
（2）x=5cm时，对于图表得出电流是30mA，据欧姆定律可知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.03A}$=200Ω，故对应磁场的强度是0.40T；
（3）综合以上实验数据，分析（2）中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小；
故答案为：（1）60；增大；（2）0.40；（3）增大；小．

点评 此题考查了电路的分析、欧姆定律的应用等知识点，是一道综合性的计算题，难度较大．

练习册系列答案
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