Question

2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”救应的物理学家．材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度．
若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中R_B，R₀分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值．为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值R_B．请按要求完成下列实验．

（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）．要求误差较小．
提供的器材如下：
A．磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150Ω
B．滑动变阻器R，全电阻约20Ω
C．电流表．量程2.5mA，内阻约30Ω  
D．电压表，量程3V，内阻约3kΩ
E．直流电源E，电动势3V，内阻不计  
F．开关S，导线若干
（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表根据上表可求出磁敏电阻的测量值R_B=

1500

Ω，结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=

0.90

T．

	1	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

（3）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？

Answer 1

分析：（1）采用伏安法测量电阻，由于待测电阻较大，采用电流表内接法，滑动变阻器采用分压式接法；
（2）采用多次测量取平均的方法，求出磁敏电阻的阻值R_B，再求出R_B与R₀比值，再由图1得出磁感应强度；
（3）两段图线最显著的区别在于第二段为直线，即磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化；磁敏电阻的阻值的磁感应强度的方向无关，只与磁感应强度的大小有关．

解答：解：（1）采用伏安法测量电阻，由于待测电阻较大，采用电流表内接法，滑动变阻器采用分压式接法，如下图所示
（2）由R=

U

I

求出每次R的测量值，再采用多次测量取平均的方法，则得
R_B=

1

6

（

0.45

0.3

+

0.91

0.60

+

1.50

1.00

+

1.79

1.20

+

2.71

1.80

）Ω≈1500Ω

R0

RB

=

1500Ω

150Ω

=10
由图1可知待测磁场的磁感应强度B为0.90T；
（3）由图可知，在0～0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；
在0.4～1.0T磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）．
图中磁场反向时，磁敏电阻的电阻值不变；
故答案为：
（1）如右图（2）1500，0.90 （3）磁场反向．磁敏电阻的阻值不变．

点评：本题关键是用伏安法测量出磁敏电阻的阻值，然后根据某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线查出磁感应强度，同时要能读懂各个图象的物理意义，变化规律．