Question

11．材料的電阻隨磁場的增加而增大的現象稱為磁阻效應，利用這種效應可以測量磁感應強度．若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻比值一磁感應強度特性曲線，其中R_B、R₀分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值．

①為了測量磁感應強度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值R_B，已知無磁場時阻值R₀=150Ω．現將磁敏電阻置入待測磁場中，在室溫下用伏安法測得其兩端的電壓和通過的電流數據如表：

	l	2	3	4	5	6
U（V）	0.00	0.45	0.91	1.50	1.79	2.71
I（mA）	0.00	0.30	0.60	1.00	1.20	1.80

根據表可求出磁敏電阻的測量值R_B=1.5×10³Ω，結合圖中電阻比值一磁感應強度特性曲線可知待測磁場的磁感應強度B=1.2T．（均保留兩位有效數字）
②請用下列器材設計一個電路：將一小量程的電流表G改裝成一能測量磁感應強度B的儀表，要求設計簡單，操作方便．（環(huán)境溫度恒為室溫）
A．磁敏電阻，無磁場時阻值R₀=150Ω
B．電流表G，量程Ig=2mA，內阻約50Ω
C．滑動變阻器R，全電阻約1500Ω
D．直流電源E，電動勢E=3V，內阻約為1Ω
E．開關S，導線若干
a．在圖2中的虛線框內完成實驗電路圖；
b．改裝后，電流表表盤上電流刻度要轉換成磁感應強度B．若2.0mA處標0T，那么1.0mA處標1.3T．（保留兩位有效數字）
③若測電阻時用的是電流表外接法，則測得的磁感應強度＜真實值．（填“＞”、“=”、“＜”）

Answer 1

分析 （1）根據表中實驗數據，應用歐姆定律可以求出磁敏電阻的阻值R_B，再求出R_B與R₀比值，再由圖1得出磁感應強度；
（2）可將靈敏電流表、磁敏電阻、滑動變阻器作出串聯電路；由閉合電路的歐姆定律分析答題．
（3）根據電流表外接法時的電壓表分流的影響，明確測量值和真實值之間的關系．

解答 解：（1）根據表中實驗數據可知，磁敏電阻阻值為：
R_B=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.45V}{0.30×1{0}^{-3}}$=1.5×10³Ω，$\frac{{R}_{B}}{{R}_{0}}$=$\frac{1.5×1{0}^{3}}{150}$=10，
由圖所示圖象可知，磁感應強度為：B=1.2T；
（2）①實驗電路圖如圖所示；
②由閉合電路歐姆定律得：I_g=$\frac{E}{{R}_{內}}$，R_內=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{3}{2×1{0}^{-3}}$=1500Ω，
I′=$\frac{{I}_{g}}{2}$=$\frac{E}{{R}_{內}+{R}_{B}}$，則有：R_B=R_內=1500Ω，由圖象可知，此時磁感應強度為1.2T；
③測電阻時采用的是電流表外接法，則由于電壓表的分流使測量電流大于真實電流；故測量值小于真實值；
故答案為：（1）1.5×10³，1.2；（2）①如圖所示； ②1.2；③＜

點評 本題為設計型實驗，要認真審題、根據題意獲取所需信息、分析清楚圖象、應用歐姆定律即可正確解題．