Question

在物理学中，磁场的强弱用磁感应强度（B）表示，国际单位为特斯拉（T）．磁场越强，磁感应强度越大．
小明同学为了测量磁场的强弱，设计了如图甲所示的电路．根据要求回答下列问题：
（1）在图甲所示的电路中，若将开关S₁闭合，电磁铁左端为______极，若将滑动变阻器R₁的滑片由当前位置向右移动，则位置“1”的磁场______（选填“增强”、“减弱”或“不变”）．
（2）按图甲所示电路正确接线后，闭合开关S₁和S₂，保持R₁滑片在图示位置不变，移动滑动变阻器R₂的滑片，两电表测量的数据如下表：

	1	2	3	4
U（V）	0.00	1.50	1.79	2.71
I（mA）	0.00	1.00	1.20	1.80

①根据表中数据，算出磁敏电阻的测量值R_B=______Ω．
②若图乙为该磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中R_B、R分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．已知磁敏电阻无磁场时阻值R=150Ω，则待测磁场的磁感应强度B=______T．
（3）分析图乙曲线可知，磁感应强度B在0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律是______．
（4）小明同学又想利用磁敏电阻的特性，测量轮子的转速．他设计的方案如图丙所示，其中小磁铁是固定在轮边缘的，磁敏电阻置于轮子附近某处不动．
请你简述该装置的测速原理：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）观察图甲，利用安培定则可判断电磁铁的极性．再根据滑动变阻器滑片的移动，判断对电路中电流的影响，电流越大，磁场越强，反之，磁场越弱；
（2）①从表中读出电压与电流值，利用欧姆定律可计算电阻R_B的大小；
②根据R_B与R的值可得出纵坐标的位置，再从图中可读出横坐标所指示的磁感应强度B；
（3）通过读图乙可得出磁感应强度B在0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律；
（4）分析图丙可知，当电路固定时，轮子的转动会使磁敏电阻受到的磁力周期性变化，从而引起电流表和电压表示数的周期性变化，据此可描述其测速原理．
解答：解：
（1）读图甲可知，当S₁闭合时，从流从电磁铁左端流入，右端流出，根据安培定则，电磁铁右端为N极，左端为S极；当R₁的滑片向右移动时，变阻器阻值增大，电路中电阻增大，电流减小，电磁铁磁性会相应减弱；
（2）①根据表中数据，求三次测量的平均值，则磁敏电阻的测量值R_B==1500Ω；
②观察图乙，根据测量数据，则纵坐标==10，读图可知，此时所对应的B的值为0.90T；
（3）分析图乙曲线可知，磁感应强度B在0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律是磁敏电阻的阻值随磁感应强度均匀变化（或磁敏电阻的阻值随磁感应强度的增大而增大）；
（4）观察图丙，分析装置的工作原理可知，轮子的转动会使磁敏电阻受到的磁力周期性变化，从而引起电流表和电压表示数的周期性变化，因此，具体过程为：闭合开关S₂，保持R₂滑片位置不变．当轮子转动时，测出电流表（或电压表）示数变化的频率，即可知轮子的转速多少．
故答案为：
（1）S；  减弱；
（2）1500；  0.90；
（3）磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）．或磁敏电阻的阻值随磁感应强度的增大而增大（不能答“磁敏电阻的阻值与磁感应强度成正比”）；
（4）闭合开关S₂，保持R₂滑片位置不变．当轮子转动时，测出电流表（或电压表）示数变化的频率，即可知轮子的转速多少．
点评：此题的知识较新，出现了初中所未接触的新概念和物理量，但通过题目中的提示和信息，运动初中的方法细心作答，同样可以得出正确的答案．注意理解题意要准确，得出结论要严密．有一定的难度．