Question

11．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比值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．

①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，已知无磁场时阻值R₀=150Ω．现将磁敏电阻置入待测磁场中，在室温下用伏安法测得其两端的电压和通过的电流数据如表：

	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

根据表可求出磁敏电阻的测量值R_B=1.5×10³Ω，结合图中电阻比值一磁感应强度特性曲线可知待测磁场的磁感应强度B=1.2T．（均保留两位有效数字）
②请用下列器材设计一个电路：将一小量程的电流表G改装成一能测量磁感应强度B的仪表，要求设计简单，操作方便．（环境温度恒为室温）
A．磁敏电阻，无磁场时阻值R₀=150Ω
B．电流表G，量程Ig=2mA，内阻约50Ω
C．滑动变阻器R，全电阻约1500Ω
D．直流电源E，电动势E=3V，内阻约为1Ω
E．开关S，导线若干
a．在图2中的虚线框内完成实验电路图；
b．改装后，电流表表盘上电流刻度要转换成磁感应强度B．若2.0mA处标0T，那么1.0mA处标1.3T．（保留两位有效数字）
③若测电阻时用的是电流表外接法，则测得的磁感应强度＜真实值．（填“＞”、“=”、“＜”）

Answer 1

分析 （1）根据表中实验数据，应用欧姆定律可以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；
（2）可将灵敏电流表、磁敏电阻、滑动变阻器作出串联电路；由闭合电路的欧姆定律分析答题．
（3）根据电流表外接法时的电压表分流的影响，明确测量值和真实值之间的关系．

解答 解：（1）根据表中实验数据可知，磁敏电阻阻值为：
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，
由图所示图象可知，磁感应强度为：B=1.2T；
（2）①实验电路图如图所示；
②由闭合电路欧姆定律得：I_g=$\frac{E}{{R}_{内}}$，R_内=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{3}{2×1{0}^{-3}}$=1500Ω，
I′=$\frac{{I}_{g}}{2}$=$\frac{E}{{R}_{内}+{R}_{B}}$，则有：R_B=R_内=1500Ω，由图象可知，此时磁感应强度为1.2T；
③测电阻时采用的是电流表外接法，则由于电压表的分流使测量电流大于真实电流；故测量值小于真实值；
故答案为：（1）1.5×10³，1.2；（2）①如图所示； ②1.2；③＜

点评 本题为设计型实验，要认真审题、根据题意获取所需信息、分析清楚图象、应用欧姆定律即可正确解题．