Question

11．在物理學中，磁感應強度（用字母B表示，國際單位是特斯拉，符號是T）表示磁場的強弱，磁感應強度B越大，磁場越強；磁感線形象、直觀描述磁場，磁感線越密，磁場越強．
（1）圖1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，若在1處放置一個小磁針，當小磁針靜止時，其指向應是圖2中的甲．
（2）如果電阻的大小隨磁場的強弱變化而變化，則這種電阻叫磁敏電阻．某磁敏電阻R的阻值隨磁感應強度B變化的圖象如圖4所示．根據(jù)圖線可知，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的增大而增大．
（3）利用該磁敏電阻的R-B特性曲線可以測量圖磁場中各處的磁感應強度．

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

①將該磁敏電阻R放置在磁場中的位置1處．吳力設計了一個可以測量該磁敏電阻R的電路，所提供的實驗器材如圖3所示，其中磁敏電阻所處的磁場未畫出．實驗電路連接如圖3所示．
②正確接線后，測得的數(shù)據(jù)如上表所示．該磁敏電阻的測量值為500Ω．
③根據(jù)該磁敏電阻的R-B特性曲線可知，1處的磁感應強度為1.0T．
④在實驗過程中，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�。�（填“增大”、“減小”或“不變”）
（4）就現(xiàn)有的實驗器材和電路，請?zhí)岢鲆粋�有意義的可供探究的物理問題：磁敏電阻的阻值與磁場方向是否有關？．
（5）在上述電路中，將該磁敏電阻從待測磁場中移出，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，當電流表的示數(shù)為10.0mA時，求滑動變阻器接入電路的阻值．設電源電壓為5.50V．

Answer 1

分析 （1）利用磁極間的作用規(guī)律可以確定在1處放置的小磁針靜止時的指向．
（2）根據(jù)圖3所示的磁敏電阻的阻值隨磁感應強度變化的圖象可以兩者之間的關系．
（3）②通過表格中的數(shù)據(jù)，利用歐姆定律可以求得該磁敏電阻的阻值．再根據(jù)求得的磁敏電阻的阻值；
③結(jié)合圖象，即可確定該位置的磁感應強度的大�。�
④磁敏電阻從1處移至2處，磁場強度減弱，由此知磁敏電阻的阻值變化，由串聯(lián)電路特點和歐姆定律判斷電流表和電壓表示數(shù)變化．
（4）磁場有強弱，磁敏電阻與磁場強弱有關，磁場是有方向的，由此可猜想磁敏電阻與磁場方向是否有關；
（5）磁敏電阻從待測磁場中移出，即磁敏電阻所在處磁感應強度為0，由圖知此時磁敏電阻的阻值，由串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算滑動變阻器接入電路的阻值．

解答 解：
（1）在磁鐵的周圍，磁感線從磁體的N極出來回到S極，由此可知該磁極是N極．放在1位置的小磁針，靠近磁體的N極，由于異名磁極相互吸引，所以該磁針靜止時，其S極向左N極向右．故甲圖正確．
（2）根據(jù)圖4所示的磁敏電阻 R 的阻值隨磁感應強度B變化的圖象可知，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的增大而增大．
（3）②由表中數(shù)據(jù)知，當在磁敏電阻兩端加的電壓U為1.50V時，通過磁敏電阻的電流I為3.00mA，即：3×10^-3A，
所以磁敏電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{3×1{0}^{-3}A}$=500Ω，
③根據(jù)圖4所示的磁敏電阻R的阻值隨磁感應強度B變化的圖象可知，磁敏電阻的阻值為500Ω時，對應的磁感應強度為1.0T．
④在實驗過程中，僅將磁敏電阻從1處移至2處，磁感線變稀，磁敏電阻所在磁場處的磁性減弱，所以磁敏電阻的阻值變小，其它條件不變，電路中電阻變小，由歐姆定律可得電路中電流變大，故電流表示數(shù)增大；由U=IR知，滑動變阻器分得電壓變大，所以磁敏電阻分得電壓減�。�
（4）磁場有強弱，磁敏電阻與磁場強弱有關，磁場是有方向的，由此可猜想磁敏電阻與磁場方向是否有關？所以可以探究磁敏電阻的阻值與磁場方向是否有關？
（5）由歐姆定律可得，將該磁敏電阻從待測磁場中移出，磁敏電阻所在處磁感應強度為0，由圖4知此時磁敏電阻的阻值R′=100Ω，
電流表的示數(shù)為10.0mA時電路的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I′}$=$\frac{5.50V}{10.0×1{0}^{-3}A}$=550Ω，
所以滑動變阻器此時連入電路的阻值：
R_滑=R_總-R′=550Ω-100Ω=450Ω．
故答案為：（1）N；甲；
（2）增大；
（3）②500；③1.0； ④增大；減小；
（4）磁敏電阻的阻值與磁場方向有關嗎？
（5）滑動變阻器接入電路的阻值為450Ω．

點評 在初中階段，對于應用磁感線的方向來表示磁場方向進行了重點介紹，但對于利用磁感線的疏密程度來表現(xiàn)磁場的強弱，課本中并沒有介紹，認真審題，通過題目中的信息可以得到兩者之間的關系．此題考查了對新知識的整合能力．還考查了串聯(lián)電路特點和歐姆定律的應用．