问题 填空题

2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家.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-磁感应强度特性曲线,其中RB、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RB.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图,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R0=150Ω

B.滑动变阻器R,全电阻约20Ω

C.电流表A,量程2.5mA,内阻约30Ω

D.电压表V,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)正确连线后,将磁敏电阻置于待测磁场中,测量数据如下表:

123456
U (V)0.000.450.921.501.792.71
A (mA)0.000.300.601.001.201.80
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______,结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=______T.

(3)试结合图1简要回答,磁感应强度B在0~0.2T和0.4~1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?

(4)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-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?

答案

(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)采用多次测量取平均的方法,求出RB的值

RB=

0.45
0.30
+
0.92
0.60
+
1.50
1.00
+
1.79
1.20
2.71
1.80
  
5
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;

故答案为:1500Ω,0.90.

(3)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).

(4)图中磁场反向时,电阻值不变;

故由图线可以得到磁场反向时磁敏电阻的阻值不变.

选择题
多项选择题