Question

14．磁場的強弱用磁感應強度（用字母“B”表示）的大小來表示，磁感應強度的單位是特斯拉（用字母“T”表示），某種材料的電阻隨磁場的增強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R_B、R₀分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值，如圖為某磁敏電阻的電阻比值$\frac{{R}_{B}}{{R}_{0}}$跟磁感應強度B關系的圖象，現在要測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值R_B．提供的實驗器材如下：一節(jié)舊干電池，磁敏電阻R_B（無磁場時阻值R₀=100Ω），兩個開關S₁、S₂，導線若干，另外，還有可供再選擇的以下器材：
A．電流表A（量程：0-0.6A，0-3V）
B．電壓表V（量程：0-3V，0-15V）
C．定值電阻R₁（阻值：1.5kΩ）
D．定值電阻R₂（阻值：80Ω）
E．定值電阻R₃（阻值：5Ω）

（1）設計一個可以準確測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，磁敏電阻所處磁場磁感應強度B大小約為1.0-1.2T．請你從A、B、C、D、E五種實驗器材中再選擇兩種器材，并根據要求完成下列問題．
①選擇的兩種器材是BC（填寫器材前面字母序號）
②選擇電表的量程是0～3V．
③在答題卡方框中現有電路的基礎上畫出實驗電路圖（實驗測量過程中不拆接電路）．
（2）若要準確測出該磁敏電阻所處磁場磁感應強度大小約為0.1-0.3T的阻值，在你設計測量的電路中，從A、B、C、D、E五種實驗器材中再選擇兩種器材是BD（填寫器材前面字母序號）．

Answer 1

分析 根據圖象讀出磁敏電阻所處磁場磁感應強度B對應$\frac{{R}_{B}}{{R}_{0}}$的值，然后求出R_B的阻值，根據歐姆定律得出電路中的電流，然后確定電表的類型，根據串聯(lián)電路的分壓特點設計電路并根據電源的電壓確定電壓表的量程，據此進行解答．

解答 解：（1）磁敏電阻所處磁場磁感應強度B大小約為1.0-1.2T時，
由圖象可知，B=1.0T時$\frac{{R}_{B}}{{R}_{0}}$=12，B=1.2T時$\frac{{R}_{B}}{{R}_{0}}$=14，
對應的電阻分別為R_B=1200Ω，R_B=1400Ω，
一節(jié)電池的電壓為1.5V，則電路中的最大電流I_大=$\frac{1.5V}{1200Ω}$=0.00125A＜0.02A，
所以，電流表不可選，應選電壓表，電壓表的量程為0～3V，
由串聯(lián)電路的分壓特點可知，磁敏電阻電阻的阻值在1200Ω～1400Ω之間，
選用80Ω和5Ω的電阻時，它們分得的電壓太小，無法測量，應選阻值為1.5kΩ的定值電阻R₁；
經以上分析可知，實驗電路圖應采用串聯(lián)分壓，實驗測量過程中不拆接電路，需要兩個開關控制，如下圖所示：

（2）磁敏電阻所處磁場磁感應強度B大小約為0.1-0.3T時，
由圖象可知，$\frac{{R}_{B}}{{R}_{0}}$大約在0.5-3之間，對應的電阻R_B在50Ω-300Ω，
電路中的最大電流I_大=$\frac{1.5V}{50Ω}$=0.03A，電路中的電流太小，
所以，電流表不可選，應選電壓表，
由串聯(lián)電路的分壓特點可知，選用1.5kΩ和5Ω的電阻時，它們分得的電壓太大或太小，無法測量，應選阻值為80Ω的定值電阻R₁．
故答案為：
（1）①BC；②0～3V；③如上圖所示；
（2）BD．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用以及電表的正確使用，從題干中和圖象中獲取有用的信息是關鍵．