Question

【題目】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．如圖所示為某磁敏電阻在室溫下的電阻—磁感應強度特性曲線，其中RB、R0分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值．為了測量磁感應強度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB.請按要求完成下列實驗．

(1)設計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，并在圖中的虛線框內畫出實驗電路原理圖(磁敏電阻及所處磁場已給出，待測磁場磁感應強度大小約為0.6～1.0 T，不考慮磁場對電路其他部分的影響)．要求誤差較小．提供的器材如下：

A．磁敏電阻，無磁場時阻值R0＝150 Ω

B．滑動變阻器R，總電阻約為20 Ω

C．電流表A，量程2.5 mA，內阻約30 Ω

D．電壓表V，量程3 V，內阻約3 kΩ

E．直流電源E，電動勢3 V，內阻不計

F．開關S，導線若干

(2)正確接線后，將磁敏電阻置入待測磁場中，測量數據如下表：

	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

根據上表可求出磁敏電阻的測量值RB＝______Ω.

結合題圖可知待測磁場的磁感應強度B＝______T.

(3)試結合題圖簡要回答，磁感應強度B在0～0.2 T和0.4～1.0 T范圍內磁敏電阻阻值的變化規律有何不同？

________________________________________________________________________.

(4)某同學在查閱相關資料時看到了圖所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻—磁感應強度特性曲線(關于縱軸對稱)，由圖線可以得到什么結論？___________________________________________________________________________.

Answer 1

【答案】（1）見解析圖

（2）1500；0.90

（3）在0～0.2T范圍內，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度非線性變化（或不均勻變化）；在

0. 4～1.0T范圍內，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度線性變化（或均勻變化）

（4）磁場反向，磁敏電阻的阻值不變。

【解析】

（1）當B＝0.6T時，磁敏電阻阻值約為6×150Ω＝900Ω，當B＝1.0T時，磁敏電阻阻值約為11×150Ω＝1650Ω．由于滑動變阻器全電阻20Ω比磁敏電阻的阻值小得多，故滑動變阻器選擇分壓式接法；由于，所以電流表應內接．電路圖如圖所示．

（2）方法一：根據表中數據可以求得磁敏電阻的阻值分別為：，，，

，，

故電阻的測量值為（1500－1503Ω都算正確．）

由于，從圖1中可以讀出B＝0.9T

方法二：作出表中的數據作出U－I圖象，圖象的斜率即為電阻（略）．

（3）在0～0.2T范圍，圖線為曲線，故磁敏電阻的阻值隨磁感應強度非線性變化（或非均勻變化）；在0.4～1.0T范圍內，圖線為直線，故磁敏電阻的阻值隨磁感應強度線性變化（或均勻變化）；

（4）從圖3中可以看出，當加磁感應強度大小相等、方向相反的磁場時，磁敏電阻的阻值相等，故磁敏電阻的阻值與磁場方向無關．

本題以最新的科技成果為背景，考查了電學實驗的設計能力和實驗數據的處理能力．從新材料、新情景中舍棄無關因素，會看到這是一個考查伏安法測電阻的電路設計問題，及如何根據測得的U、I值求電阻．第（3）、（4）問則考查考生思維的靈敏度和創新能力．總之本題是一道以能力立意為主，充分體現新課程標準的三維目標，考查學生的創新能力、獲取新知識的能力、建模能力的一道好題．