在物理学中,用磁感应强度(用字母B表示,国际单位:特斯拉,符号是T)表示,磁场的强弱。磁感应强度B越大,磁场越强。
(1)用某种材料制作的磁敏电阻,其阻值RB与磁感应强度大小B的关系如图所示。由图象可知磁敏电阻的阻值RB随磁感应强度B的变化关系式RB= 。
(2)用该磁敏电阻制作一个测量磁感应强度大小的磁感应强度测量仪,其制作步骤如下:
I.按照图甲电路图组装成磁感应强度测量仪,图中量程为3V的理想电压表作为显示器,电源两端电压恒为6V,两定值电阻R的阻值相同。将实物图乙用线连接起来:
Ⅱ.调节滑动变阻器的阻值R1= Ω,使得磁感应强度为零时,磁感应强度测量仪(即电压表)的示数为零;
Ⅲ.磁敏电阻放置在不同磁感应强度的磁场中,得到2组电压示数及磁敏电阻阻值的实验数据,如表格所示。利用该磁敏电阻的RB﹣B特性曲线,在电压表的表盘刻度线标上相应的磁感应强度值,其中电压表原来的“1V”刻度线表示的磁感应强度为 T。
组别 | 1 | 2 |
U/V | 1.50 | 2.00 |
RB/Ω | 520 | 700 |
答案:
(1)1000Ω/T×B+140Ω;
(2)Ⅰ、如图;Ⅱ、140;Ⅲ、0.14。
解析:
(1)根据图象可知,磁感应强度与磁敏电阻的关系式为:R=kB+140Ω;
电阻为300Ω时,磁感应强度为16T,则:300Ω=k×16×0.01T+140Ω,解得:k=1000Ω/T;
则RB=1000Ω/T×B+140Ω;
(2)Ⅰ、由图可知,该电路为并联电路,根据电路图连接实物图如下:
Ⅱ、电压表示数为零时,说明电压表两端电压相同。并联电路中一个支路的两个电阻R阻值相同,每个电阻两端电压为3V,若使电压表示数为零,另一支路中磁敏电阻RB和滑动变阻器R1的阻值也要相同,每个电阻两端电压也为3V。磁感应强度为零时,磁敏电阻大小为140Ω,故滑动变阻器R1应为140Ω。
Ⅲ、由电路图可知,电压表示数为1V时,滑动变阻器两端电压为2V,磁敏电阻两端电压应为4V,此时通过滑动变阻器和磁敏电阻的电流是:
所以此时磁敏电阻
根据(1)中表达式可求此时磁感应强度
B=0.14T。
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