Question

3．（1）武宏達(dá)同學(xué)在“研究感應(yīng)電動勢大小”的實驗中，如圖1，把一根條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次快插，第二次慢插，兩情況下線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小關(guān)系是E₁＞E₂；通過線圈導(dǎo)線橫截面電量的大小關(guān)系是q₁=q₂（選填“＞”、“=”或“＜”符號）．通過查閱資料他發(fā)現(xiàn)有種稱為“巨磁電阻”的材料，這種材料具有磁阻效應(yīng)，即其電阻隨磁場的增加而增大，利用這種效應(yīng)可以測量磁感應(yīng)強度．
為了測量所用條形磁鐵兩極處的磁感應(yīng)輕度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值R₀，請按要求幫助他完成下列實驗．

（2）武宏達(dá)同學(xué)將該磁敏電阻放到磁場中，用已經(jīng)調(diào)零且選擇旋鈕指向歐姆檔“×100”的位置測量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度太大，這時應(yīng)將選擇旋鈕指向相鄰歐姆檔“×10”位置，歐姆調(diào)零后測量，其表盤及指針?biāo)�指位置如圖2所示，則電阻為220Ω．需要設(shè)計一個可以較準(zhǔn)確測量原磁場中該磁敏電阻阻值的電路．在圖3中虛線框內(nèi)畫出實驗電路原理圖（磁敏電阻及所處磁場已給出，不考慮磁場對電路其它部分的影響）．
提供的器材如下：
A．磁場電阻，無磁場時電阻值R₀=10Ω
B．滑動變阻器R，全電阻約2Ω
C．電流表，量程25mA，內(nèi)阻約3Ω符號
D．電壓表，量程3V，內(nèi)阻約3kΩ，符號
E．直流電源E，電動勢3V，內(nèi)阻不計
F．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
（3）正確連接，將磁敏電阻置入原待測磁場中，測量數(shù)據(jù)如表：

	1	2	3	4	5
U（V）	0.00	0.63	1.25	2.10	2.53
I（mA）	0.0	3.0	6.0	10.0	12.0

根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測量值R_B=210Ω．

Answer 1

分析 兩次磁鐵的起始和終止位置相同，知磁通量的變化量相同，應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律比較感應(yīng)電動勢的大��；由法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢，由歐姆定律求出感應(yīng)電流，由電流定義式求出電荷量大小；
使用歐姆表測電阻應(yīng)選擇合適的擋位，使指針指針中央刻度線附近；歐姆表換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)；
采用多次測量取平均的方法，求出磁敏電阻的阻值R_B．

解答 解：（1）條形磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，磁通量的變化量△Φ相同，
第一次快插，第二次慢插，△t₁＜△t₂，
由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=n$\frac{△∅}{△t}$可知，感應(yīng)電動勢：E₁＞E₂，
感應(yīng)電流：I=$\frac{E}{R}$，電荷量q=I△t，解得：q=n$\frac{△∅}{R}$，
由于n、△Φ、R都相等，則電荷量：q₁=q₂；
（2）某同學(xué)要用多用電表粗測一個電阻絲電阻，選擇開關(guān)指向歐姆擋“×100”擋位的多用電表測量，發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，說明所選擋位太大，為準(zhǔn)確測量，應(yīng)換小擋，應(yīng)該將選擇開關(guān)換成歐姆擋的“×10”檔位，然后進(jìn)行歐姆調(diào)零；由圖示表盤可知，則此段電阻絲的電阻為22×10=220Ω；
（3）由R=$\frac{U}{I}$ 求出每次R的測量值，再采用多次測量取平均的方法，則得
R_B=$\frac{1}{4}$（$\frac{0.63}{3×1{0}^{-3}}$+$\frac{1.25}{6×1{0}^{-3}}$+$\frac{2.1}{10×1{0}^{-3}}$+$\frac{2.53}{12×1{0}^{-3}}$）Ω≈210Ω
故答案為：（1）＞，=；（2）×10，220；（3）210．

點評 知道磁通量的變化量相等、應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律即可正確解題．解題時要注意兩種情況下，磁通量的變化量相等，這是正確解題的關(guān)鍵．
本題考查了歐姆表的使用注意事項與歐姆表讀數(shù)，要注意：歐姆表換擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．