Question

7．在物理學(xué)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度（用字母B表示，國際單位是特斯拉，符號(hào)是T）表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁感線形象、直觀描述磁場(chǎng)，磁感線越密，磁場(chǎng)越強(qiáng)．

（1）圖A為某磁極附近磁感線的方向和分布的示意圖．由圖可知，該磁極為N極，點(diǎn)“1”處的磁感應(yīng)強(qiáng)度＞點(diǎn)“2”的磁感應(yīng)強(qiáng)度（選填“＜”、“＞”或“=”），若在1處放置一個(gè)小磁針，當(dāng)小磁針靜止時(shí)，其指向應(yīng)是圖B中的甲．
（2）如果電阻的大小隨磁場(chǎng)的強(qiáng)弱變化而變化，則這種電阻叫磁敏電阻．某磁敏電阻R的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化的圖象如圖C所示．根據(jù)圖線可知，磁敏電阻的阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增大而增大．圖線沒有過坐標(biāo)原點(diǎn)，是因?yàn)榉湃氪艌?chǎng)前磁敏電阻的阻值不為零．
（3）利用該磁敏電阻的R-B特性曲線可以測(cè)量圖中磁場(chǎng)中各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度．
①將該磁敏電阻R放置在磁場(chǎng)中的位置1處．吳力設(shè)計(jì)了一個(gè)可以測(cè)量該磁敏電阻R的電路，所提供的實(shí)驗(yàn)器材如圖D所示，其中磁敏電阻所處的磁場(chǎng)未畫出．請(qǐng)你將該實(shí)驗(yàn)電路連接完整．

	1	2	3
U/V	1.50	3.00	4.50
I/mA	3.00	6.00	9.00

②正確接線后，測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示．該磁敏電阻的測(cè)量值為500Ω．
③根據(jù)該磁敏電阻的R-B特性曲線可知，1處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T．
④在實(shí)驗(yàn)過程中，僅將磁敏電阻從1處移至2處，其它條件不變，那么電流表的示數(shù)增大，電壓表的示數(shù)減小．（填“增大”、“減小”或“不變”）
（4）就現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材和電路，請(qǐng)?zhí)岢鲆粋�(gè)有意義的可供探究的物理問題：磁敏電阻的阻值與磁場(chǎng)方向有關(guān)嗎．
（5）在上述電路中，電源電壓為5.50V，將該磁敏電阻從待測(cè)磁場(chǎng)中移出，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)為10.0mA時(shí)，求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

Answer 1

分析 （1）由磁感線的方向確定條形磁鐵的磁極，由小磁針N極受力確定N極指向；
（2）由圖象可知隨B的變大，電阻逐漸變大，但要注意磁敏電阻在沒放入磁場(chǎng)前已經(jīng)有阻值；
（3）由歐姆定律可知電阻的阻值，由這個(gè)阻值可以圖象出找到對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，即可求得對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；由位置的變化可得出電阻的變化，由電路的特點(diǎn)可知電流的變化及電壓的變化；
（4）可以考慮磁場(chǎng)方向及磁場(chǎng)的分布對(duì)磁敏電阻的影響；
（5）由圖可知沒有磁場(chǎng)時(shí)的磁敏電阻的阻值，再由歐姆定律及串聯(lián)電路的特點(diǎn)求得總電阻，兩者的差值為滑動(dòng)變阻器的阻值．

解答 解：（1）由圖知磁感線從右端發(fā)出，故右端為N極；由圖示可知，點(diǎn)“1”處的磁感線比點(diǎn)“2”處的磁感線密集，因此點(diǎn)“1”處的磁應(yīng)強(qiáng)度＞點(diǎn)“2”的磁感應(yīng)強(qiáng)度；1處的磁場(chǎng)方向水平向右，小磁針N極應(yīng)指向磁感線的方向，即N極向右，甲符合條件．
（2）由圖可以看出，磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，磁敏電阻的阻值增大；沒有磁場(chǎng)時(shí)，磁敏電阻的阻值也不為零故圖象不過原點(diǎn)．
（3）①讓滑動(dòng)變阻器控制電流，即接法如圖

②由I=$\frac{U}{R}$可知，電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.003A}$=500Ω
③由圖象中可看出電阻是500Ω時(shí)，磁感線強(qiáng)度為1.0T
④將電阻由1移到2時(shí)，磁感線強(qiáng)度變小，磁敏電阻變小，則電路中電流增大，除磁敏電阻外，其他電阻不變，則得其他電阻上的電壓增大，電源電壓不變，故加在磁敏電阻上的電壓減�。�增大、減小
（4）可以考慮磁場(chǎng)的一些性質(zhì)：如磁敏電阻的阻值與磁場(chǎng)方向有關(guān)嗎？（或磁場(chǎng)分布是否具有空間對(duì)稱性？或磁極受撞擊后磁場(chǎng)強(qiáng)弱是否改變？）
（5）由圖可知，移出磁場(chǎng)時(shí)，磁敏電阻為：R=100Ω，
根據(jù)歐姆定律，電路中總電阻：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{5.50V}{0.010A}$=550Ω，
解得滑動(dòng)變阻器的阻值為：R_滑=R_總-R=550Ω-100Ω=450Ω；
故答案為：（1）N；＞；甲；（2）增大；放入磁場(chǎng)前磁敏電阻的阻值不為零；（3）500；1；增大； 減小；（4）磁敏電阻的阻值與磁場(chǎng)方向有關(guān)嗎？（5）滑動(dòng)變阻器的阻值為450Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題問題較多，但只要能將其折分為幾個(gè)小題來處理即可簡單化解：如（1）考查的是條形磁鐵的磁場(chǎng)分布特點(diǎn)，（2）考查圖象的分析，（3）考查電路知識(shí)，（5）考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)．