Question

3．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（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，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的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题：

（1）由图1可知，当磁感应强度B=0时，该磁敏电阻的阻值是100Ω．
（2）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．
（3）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，此时磁敏电阻的阻值为150Ω，由图1可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为0.3T．
（4）实验中小刚将甲图电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值跟磁场的方向无关．

Answer 1

分析 （1）明确图1中坐标表示的物理量，读出B=0时磁敏电阻的阻值；
（2）已知此时R两端电压，利用欧姆定律得到电流表的示数；
（3）利用安培定则判断通电螺线管的磁极；
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；
（4）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．

解答 解：
（1）由图1可知，横坐标表示磁感应强度（B），纵坐标表示磁敏电阻的阻值，当B=0时，R=100Ω；
（2）由（1）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；
（3）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；
（4）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．
故答案为：
（1）100Ω；（2）0.03；（3）S，150Ω，0.3；（4）方向．

点评 本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．