Question

7．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B 表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T ），磁感应强度B 越大表明磁场越强；B=0表明没有磁场．有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻．如图（1）所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象．为了研究某磁敏电阻R 的性，设计了如图（2）所示的电路进行实验，请解答下列问题：

（1）当S₁断开，S₂闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为0.03A；
（2）只闭合S₁，通电螺线管的左端为S极；闭合S₁和S₂，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A 时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度0.3T；
（3）实验中将图（2）甲中电路电源的正负极对调，发现图（2）乙电路中电压表和电流表的示数均不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关；
（4）实验中通过改变滑动变阻器连人电路R₁中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，从而影响电流表的示数．若让滑动变阻器R₁的滑片P 向右移动，此时电流表的示数将变大．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．请你再提供一种改变磁感应强度的方法改变通电螺线管的线圈匝数．

Answer 1

分析 （1）由图象可以得到R没有磁性时的电阻，已知此时R两端电压，利用欧姆定律得到电流表的示数；
（2）①利用安培定则判断通电螺线管的磁极；
②已知磁敏电阻两端电压和通过的电流，可以得到电阻；由磁敏电阻的阻值，利用图象可以得到磁感应强度；
③通电螺线管线圈匝数一定时，增大电路中的电流可以增强通电螺旋线管的磁性，由图1可知R阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R₂两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化；
（3）电源正负极对调，电路电流方向发生改变，磁感应强度说法变化，可以通过磁敏电阻的阻值是否发生变化判断；
（4）通电螺线管磁性的强弱与电流大小和线圈匝数有关．

解答 解：
（1）由图象知，当R没有磁性时，R=100Ω，
根据欧姆定律得，电流表的示数为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{100Ω}$=0.03A；
（2）闭合开关S₁时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S极；
当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，
磁敏电阻的阻值为R′=$\frac{{U}^{′}}{{I}^{′}}$=$\frac{6V}{0.04A}$=150Ω，
由图象知，此时的磁感应强度为0.3T；
（3）小刚将电源的正负极对调，螺线管的磁极发生变化，
发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，也就是磁敏电阻的阻值不变，
这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关；
（4）通电螺线管线圈匝数一定时，将R₁的滑片向右移动，由图甲可知，R的阻值增大，甲电路的电流减小，磁性减弱，乙电路图的总电阻变小，乙图中的电流变大，电流表示数变大；
已知磁敏电阻的大小随磁场强弱的变化而变化，所以可以通过改变通电螺线管中线圈匝数改变螺线管的磁性强弱，间接改变磁敏电阻的阻值．
故答案为：
（1）0.03；（2）S；0.3；（3）方向；（4）变大；改变通电螺线管的线圈匝数．

点评 此题是一道电与磁知识综合应用的创新题，题目形式、考查角度、考查方式新颖，注意了与高中知识的合理衔接，值得重点掌握．