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近年来,随着半导体材料在现代电子技术中的广泛应用,一些以敏感电阻为背景的试题颇受青睐,被命制到试题中,实现了与生活、生产和科学研究的紧密结合,意在引导学生关注时事,关注社会热点,关注最新科技动态,注重知识应用,反映出“从生活走向物理,从物理走向生活”的新课程理念.何谓敏感电阻呢?敏感电阻就是用半导体材料制成的电阻,其阻值会随导体所处环境如气体浓度、温度、光照、磁场、压力等的变化而灵敏地变化,用这些材料制成传感器,可以灵敏地将气体浓度、温度、光强、磁感应强度、压力等非电物理量的变化转化为电流的变化,以实现自动控制或利用电表实现对这些物理量的测量,实质相当于一个变阻器.通常可划分为热敏、光敏、压敏、磁敏、气敏、湿敏等不同类型的敏感电阻.以敏感电阻作传感器在自动控制及灵敏测量中的应用为背景编制物理试题,是新课程试题的特点之一.笔者选取部分中考试题进行归类评析,以期同学们更好地认识敏感电阻.
一、气敏电阻问题
气敏电阻与所处的某种气体的浓度有关,当气体的浓度发生变化时,其阻值会随着变化.
图1例1(2011年江苏省无锡市)如图1所示是气体酒精浓度测试仪原理图,用于现场测试司机是否酒后驾车.其中电源电压保持不变,R为定值电阻,R′为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小.若某次测试中电流表示数较大,则说明()
(A) 气体的酒精浓度较大,R′阻值较小
(B) 气体的酒精浓度较大,R′阻值较大
(C) 气体的酒精浓度较小,R′阻值较小
(D) 气体的酒精浓度较小,R′阻值较大
解析:观察电路图,这是串联电路,若某次测试中电流表示数较大,则电路中的电流变大,定值电阻R上的电压变小,总电压不变,R′两端电压变小,由公式R=U/I知,R′阻值变小,又R′为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小,则知气体酒精浓度较大,故正确答案为(A).
例2(2013年山东省日照市)某型号天燃气泄漏检测仪器的电路如图2甲所示,图中R为气敏电阻,其阻值R与天然气浓度β的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,用此仪器检测天然气是否泄漏,则下列判断正确的是()
图2(A) 天然气浓度增大时,电压表示数变小
(B) 天然气浓度减小时,电流表示数变大
(C) 天然气浓度增大时,电路消耗的总功率变小
(D) 无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变
解析:由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联;由图乙知气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小,由欧姆定律得电路中电流增加,即电流表示数增大,由U0=IR0知,气敏电阻两端的电压会增大,即电压表的示数会变大,据P=UI知,电路消耗的总功率变大,所以(A)(C)说法错误.
由图乙知气敏电阻的阻值随天然气浓度的减小而升高,由欧姆定律得电路中电流减小,即电流表示数减小,据欧姆定律知电压表与电流表示数的比值为R0的阻值,而R0为定值电阻阻值不变,所以(B)说法错误,(D)说法正确.故答案选(D).
点评:本题考查学生对图像的认知及欧姆定律的使用,从图中得出气敏电阻的阻值与温度的变化关系是本题的突破口.
二、光敏电阻问题
光敏电阻的阻值与光的照射强度有关,当光照强度变化时,其阻值会随着变化.
图3例3(2013年福建省宁德市)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成图3所示电路.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况是()
(A) 电流表和电压表示数均变大
(B) 电流表和电压表示数均变小
(C) 电流表示数变大,电压表示数变小
(D) 电流表示数变小,电压表示数变大
解析:由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,在闭合开关逐渐增大光敏电阻的光照强度时,R的阻值变小,电路的总电阻变小,据欧姆定律知电源电压不变时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故(B)(D)不正确.
由U=IR知R0两端的电压变大, R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故(A)不正确,(C)正确.故答案选(C).
例4(2013年四川省乐山市)如图4是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图.其中,R是光敏电阻,光敏电阻的阻值R随光照度的增强而减小.白天,通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内.傍晚,当光照度小于一定值时,通过蓄电池与LED回路,路灯开始工作.
图4请用笔画线将电路原理图连接完整,使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上,图中已给出静触点D、E、F、G的四根引线;连线不能交叉)
解析:读题结合并电路原理示意图知,白天通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内,太阳能电池板与蓄电池组成一个闭合电路;白天,光敏电阻的阻值R随光照度的增强而减小,电路总电阻变小,据欧姆定律知电源电压不变时,此时电路中的电流变大,通电螺旋管A磁性增强,衔铁B被吸下,触点F、G连通,太阳能电池板与蓄电池组成一个闭合电路,将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内.
图5傍晚,光敏电阻的阻值R随光照度的减小而增强,电路总电阻变大,电路中的电流变小,通电螺旋管A磁性减弱,当光照度小于一定值时,螺旋管A磁性最弱,衔铁B被弹开,触点D、E连通,蓄电池与LED组成一个闭合电路,LED路灯开始工作.由此可以确定电路连接图,如图5所示.
三、热敏电阻问题
热敏电阻受环境温度影响,其电阻值随温度改变显著变化.
图6例5(2013年福建省福州市)图6是一个环境温度监控电路原理图.电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻值会随温度的升高而变小.若环境温度升高,闭合开关S.则()
(A) 热敏电阻R的阻值变大
(B) 电压表的示数变大
(C) 通过电阻R的电流变小
(D) 电阻R两端电压变大
解析:由电路图知,定值电阻R0与热敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压.当环境温度升高时R的阻值变小,则电路中的总电阻变小,由欧姆定律I=U/R知电路中的电流变大;值电阻R0的阻值不变,而电路中的电流变大,由公式U=I/R知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大.故正确答案选(B).
图7例6(2012年山东省烟台市)如图7所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表1所示.已知继电器的线圈电阻R0=10 Ω,左边电源电压为6 V恒定不变.当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作.
温度t/℃0510152025303540电阻R/Ω600550500450420390360330300(1)请说明该自动控制装置的工作原理.(2)计算说明该空调的启动温度是多少?(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为30 ℃,控制电路中需要串联多大的电阻?(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度,除此之外,请你再提出一种方便可行的调节方案.
解析:本题是一则应用创新题,要求能分析自动控制装置的工作原理,并进行相应的计算,主要考查欧姆定律的应用,综合性强,难度较大.
(1)由题意可知,这一自动控制装置的基本结构是一个电磁继电器,根据电磁继电器的基本工作原理,结合在此处的运用可描述其原理.
(2)根据左边电源电压为6 V,继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器启动,可计算出此时继电器的总电阻,再减去线圈电阻,可得到热敏电阻的阻值,最后从表中找出对应温度.
(3)当温度设定为30 ℃时,从表中找出对应的电阻值,则可计算出应串联的电阻大小.
(4)本装置通过调节电阻来改变设定温度,也可以考虑通过改变电源电压,实现对其调节的作用.
答案:(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15 mA时,衔铁被吸合,右侧空调电路电阻增大,电流减小,空调开始工作.当温度下降时,控制电路电阻增大,电流减小,减小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制.
(2)电路启动时的总电阻:R总=UI=6 V0.015 A=400Ω,
此时热敏电阻的阻值:R热=R总-R0=400 Ω-10 Ω=390 Ω,
对照表格数据可知,此时的启动温度是25 ℃.
(3)因为电路启动时的总电阻为400 Ω,由表中数据可知,空调启动温度设定为30 ℃时,热敏电阻的阻值为360 Ω,则电路中还应串联的电阻:
R′=R热=R总-R热′-R0=400 Ω-360Ω-10 Ω=30 Ω.
(4)因为本装置启动的电流是一定的,因此,既可通过改变电阻来改变电流,可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制.
四、压敏电阻问题
压敏电阻对外界压力变化十分敏感,当压力变化时,其电阻阻值明显地改变.
图8例7(2013年广东省茂名市)如图8所示,R是压敏电阻,它的阻值随压力的增大而增大,闭合开关S,当压敏电阻R受到的压力增大时()
(A) 电流表示数变小
(B) 电压表示数变小
(C) 灯L变亮
(D) 电路总功率变大
解析:由电路图可知,压敏电阻R和灯泡L并联在电源两端,电源电压不变,无论压敏电阻如何变化,R和L两端的电压不变,L的亮度不变,电压表示数均不变.故选项(B)、(C)错误.
因压敏电阻的阻值随压力的增大而增大,当R受到的压力增大时它所在支路上的电阻变大,由欧姆定律得,通过R的电流减小,而通过灯泡的电流不变,又电流表测干路电流,干路电流变小,则电流表示数减小,故选项(A)正确;根据P=UI知,电路总功率变小.故选项(D)错误,选项(A)正确.故选(A).
点评:本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,明确当电压表测压敏电阻R和灯泡L两端的并联电压时,亦接在电源两端,示数不变,电流表测干路电流,电流减小,示数减小.
五、磁敏电阻问题
磁敏电阻的阻值与所处的磁场的磁感应强度大小有关,当磁场的磁感应强度变化时,其阻值会随着变化.
例8(2011年浙江省宁波市)磁场的强弱可用磁感应强度(B)表示,单位为特(T).某些材料的电阻值随磁场增强而增大的现象称为磁阻效应,用这些材料制成的电阻称为磁敏电阻,利用磁敏电阻可以测量磁感应强度.某磁敏电阻RB在室温下的阻值与外加磁场B大小间的对应关系如表所示.
外加磁场B/T00.040.080.120.160.20磁敏电阻RB/Ω150170200230260300图9把RB接入如图9所示电路(电源电压恒为9 V,滑动变阻器R′上标有“100,1 A”字样),并在室温下进行实验.
(1)当外加磁场增强时,电路中的电流(填“变大”、“变小”或“不变”);为了使电压表的示数保持不变,滑动变阻器R′的滑片P应向(填“a”或“b”)端移动.
(2)RB所在处无外加磁场时,RB=150 Ω;此时闭合开关,滑片P在a端和b端之间移动时,电压表示数的变化范围是多少?(不计实验电路产生的磁场,下同)
(3)当电路置于某磁场处,滑动变阻器R′滑片P位于b端时,电压表的示数为6 V,则该处磁场的磁感应强度为T.
解析:该题以磁敏电阻为背景考查探究欧姆定律的实验,难度较大.(1)据表可知,当外加磁场增强时,磁敏电阻的阻值将增大,整个电路的总电阻也将随之变大,总电压不变,总电流变小;电源电压不变,外加磁场增强时,磁敏电阻阻值增大,它两端的电压变大,为保持其电压不变,应将滑片P向b端移动,使滑动变阻器两端的电压变大,以达到保持电压表示数不变的目的.(2) 当滑片P位于b端时,RB和R′串联,据欧姆定律求得串联电路中的电流,再求出RB两端的电压;当滑片P位于a端时,RB两端的电压为9 V,从而确定电压表示数的变化范围.
(3)由串联电路电压与电阻成正比的特点,
(9 V-6 V)/6 V=100 Ω/RB,得RB=200 Ω,由表查得B=0.08 T.
答案:(1)变小b
(2)解:当滑片P位于b端时,
I1=U/R总=U/(RB+R′)=9 V/(150 Ω+100 Ω)=0.036 A,UB=I1/RB =0.036 A×150 Ω=5.4 V.
当滑片P位于a端时,RB两端的电压为9 V,即电压表示数变化范围为5.4~9 V.
(3)0.08
综上所述,敏感电阻题看似难度较大,但其包含的物理问题并不多难,重在对学生进行物理研究方法和探究能力的考查,可谓是起点高,落点低,解决的关键是需要细心阅读审题,透过现象看本质,努力找到知识的“落点”,准确分析出蕴含的物理问题和规律,灵活运用物理知识,问题也就迎刃而解.
一、气敏电阻问题
气敏电阻与所处的某种气体的浓度有关,当气体的浓度发生变化时,其阻值会随着变化.
图1例1(2011年江苏省无锡市)如图1所示是气体酒精浓度测试仪原理图,用于现场测试司机是否酒后驾车.其中电源电压保持不变,R为定值电阻,R′为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小.若某次测试中电流表示数较大,则说明()
(A) 气体的酒精浓度较大,R′阻值较小
(B) 气体的酒精浓度较大,R′阻值较大
(C) 气体的酒精浓度较小,R′阻值较小
(D) 气体的酒精浓度较小,R′阻值较大
解析:观察电路图,这是串联电路,若某次测试中电流表示数较大,则电路中的电流变大,定值电阻R上的电压变小,总电压不变,R′两端电压变小,由公式R=U/I知,R′阻值变小,又R′为二氧化锡半导体型酒精气体传感器,其阻值随气体酒精浓度的增大渐减小,则知气体酒精浓度较大,故正确答案为(A).
例2(2013年山东省日照市)某型号天燃气泄漏检测仪器的电路如图2甲所示,图中R为气敏电阻,其阻值R与天然气浓度β的变化关系如图乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,用此仪器检测天然气是否泄漏,则下列判断正确的是()
图2(A) 天然气浓度增大时,电压表示数变小
(B) 天然气浓度减小时,电流表示数变大
(C) 天然气浓度增大时,电路消耗的总功率变小
(D) 无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变
解析:由电路图可知,定值电阻R0与气敏电阻R串联;由图乙知气敏电阻的阻值随天然气浓度的增大而减小,由欧姆定律得电路中电流增加,即电流表示数增大,由U0=IR0知,气敏电阻两端的电压会增大,即电压表的示数会变大,据P=UI知,电路消耗的总功率变大,所以(A)(C)说法错误.
由图乙知气敏电阻的阻值随天然气浓度的减小而升高,由欧姆定律得电路中电流减小,即电流表示数减小,据欧姆定律知电压表与电流表示数的比值为R0的阻值,而R0为定值电阻阻值不变,所以(B)说法错误,(D)说法正确.故答案选(D).
点评:本题考查学生对图像的认知及欧姆定律的使用,从图中得出气敏电阻的阻值与温度的变化关系是本题的突破口.
二、光敏电阻问题
光敏电阻的阻值与光的照射强度有关,当光照强度变化时,其阻值会随着变化.
图3例3(2013年福建省宁德市)将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成图3所示电路.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小.闭合开关,逐渐增大光敏电阻的光照强度,观察电表示数的变化情况是()
(A) 电流表和电压表示数均变大
(B) 电流表和电压表示数均变小
(C) 电流表示数变大,电压表示数变小
(D) 电流表示数变小,电压表示数变大
解析:由电路图可知,光敏电阻R和定值电阻R0串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,在闭合开关逐渐增大光敏电阻的光照强度时,R的阻值变小,电路的总电阻变小,据欧姆定律知电源电压不变时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故(B)(D)不正确.
由U=IR知R0两端的电压变大, R两端的电压变小,即电压表的示数变小,故(A)不正确,(C)正确.故答案选(C).
例4(2013年四川省乐山市)如图4是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图.其中,R是光敏电阻,光敏电阻的阻值R随光照度的增强而减小.白天,通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内.傍晚,当光照度小于一定值时,通过蓄电池与LED回路,路灯开始工作.
图4请用笔画线将电路原理图连接完整,使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上,图中已给出静触点D、E、F、G的四根引线;连线不能交叉)
解析:读题结合并电路原理示意图知,白天通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内,太阳能电池板与蓄电池组成一个闭合电路;白天,光敏电阻的阻值R随光照度的增强而减小,电路总电阻变小,据欧姆定律知电源电压不变时,此时电路中的电流变大,通电螺旋管A磁性增强,衔铁B被吸下,触点F、G连通,太阳能电池板与蓄电池组成一个闭合电路,将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内.
图5傍晚,光敏电阻的阻值R随光照度的减小而增强,电路总电阻变大,电路中的电流变小,通电螺旋管A磁性减弱,当光照度小于一定值时,螺旋管A磁性最弱,衔铁B被弹开,触点D、E连通,蓄电池与LED组成一个闭合电路,LED路灯开始工作.由此可以确定电路连接图,如图5所示.
三、热敏电阻问题
热敏电阻受环境温度影响,其电阻值随温度改变显著变化.
图6例5(2013年福建省福州市)图6是一个环境温度监控电路原理图.电源电压不变,R0为定值电阻,R是用半导体材料制成的热敏电阻,其电阻值会随温度的升高而变小.若环境温度升高,闭合开关S.则()
(A) 热敏电阻R的阻值变大
(B) 电压表的示数变大
(C) 通过电阻R的电流变小
(D) 电阻R两端电压变大
解析:由电路图知,定值电阻R0与热敏电阻R串联,电压表测R0两端的电压.当环境温度升高时R的阻值变小,则电路中的总电阻变小,由欧姆定律I=U/R知电路中的电流变大;值电阻R0的阻值不变,而电路中的电流变大,由公式U=I/R知,R0两端的电压变大,即电压表的示数变大.故正确答案选(B).
图7例6(2012年山东省烟台市)如图7所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表1所示.已知继电器的线圈电阻R0=10 Ω,左边电源电压为6 V恒定不变.当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作.
温度t/℃0510152025303540电阻R/Ω600550500450420390360330300(1)请说明该自动控制装置的工作原理.(2)计算说明该空调的启动温度是多少?(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为30 ℃,控制电路中需要串联多大的电阻?(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度,除此之外,请你再提出一种方便可行的调节方案.
解析:本题是一则应用创新题,要求能分析自动控制装置的工作原理,并进行相应的计算,主要考查欧姆定律的应用,综合性强,难度较大.
(1)由题意可知,这一自动控制装置的基本结构是一个电磁继电器,根据电磁继电器的基本工作原理,结合在此处的运用可描述其原理.
(2)根据左边电源电压为6 V,继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器启动,可计算出此时继电器的总电阻,再减去线圈电阻,可得到热敏电阻的阻值,最后从表中找出对应温度.
(3)当温度设定为30 ℃时,从表中找出对应的电阻值,则可计算出应串联的电阻大小.
(4)本装置通过调节电阻来改变设定温度,也可以考虑通过改变电源电压,实现对其调节的作用.
答案:(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15 mA时,衔铁被吸合,右侧空调电路电阻增大,电流减小,空调开始工作.当温度下降时,控制电路电阻增大,电流减小,减小到一定值,使空调电路断开,这样就实现了自动控制.
(2)电路启动时的总电阻:R总=UI=6 V0.015 A=400Ω,
此时热敏电阻的阻值:R热=R总-R0=400 Ω-10 Ω=390 Ω,
对照表格数据可知,此时的启动温度是25 ℃.
(3)因为电路启动时的总电阻为400 Ω,由表中数据可知,空调启动温度设定为30 ℃时,热敏电阻的阻值为360 Ω,则电路中还应串联的电阻:
R′=R热=R总-R热′-R0=400 Ω-360Ω-10 Ω=30 Ω.
(4)因为本装置启动的电流是一定的,因此,既可通过改变电阻来改变电流,可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制.
四、压敏电阻问题
压敏电阻对外界压力变化十分敏感,当压力变化时,其电阻阻值明显地改变.
图8例7(2013年广东省茂名市)如图8所示,R是压敏电阻,它的阻值随压力的增大而增大,闭合开关S,当压敏电阻R受到的压力增大时()
(A) 电流表示数变小
(B) 电压表示数变小
(C) 灯L变亮
(D) 电路总功率变大
解析:由电路图可知,压敏电阻R和灯泡L并联在电源两端,电源电压不变,无论压敏电阻如何变化,R和L两端的电压不变,L的亮度不变,电压表示数均不变.故选项(B)、(C)错误.
因压敏电阻的阻值随压力的增大而增大,当R受到的压力增大时它所在支路上的电阻变大,由欧姆定律得,通过R的电流减小,而通过灯泡的电流不变,又电流表测干路电流,干路电流变小,则电流表示数减小,故选项(A)正确;根据P=UI知,电路总功率变小.故选项(D)错误,选项(A)正确.故选(A).
点评:本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,明确当电压表测压敏电阻R和灯泡L两端的并联电压时,亦接在电源两端,示数不变,电流表测干路电流,电流减小,示数减小.
五、磁敏电阻问题
磁敏电阻的阻值与所处的磁场的磁感应强度大小有关,当磁场的磁感应强度变化时,其阻值会随着变化.
例8(2011年浙江省宁波市)磁场的强弱可用磁感应强度(B)表示,单位为特(T).某些材料的电阻值随磁场增强而增大的现象称为磁阻效应,用这些材料制成的电阻称为磁敏电阻,利用磁敏电阻可以测量磁感应强度.某磁敏电阻RB在室温下的阻值与外加磁场B大小间的对应关系如表所示.
外加磁场B/T00.040.080.120.160.20磁敏电阻RB/Ω150170200230260300图9把RB接入如图9所示电路(电源电压恒为9 V,滑动变阻器R′上标有“100,1 A”字样),并在室温下进行实验.
(1)当外加磁场增强时,电路中的电流(填“变大”、“变小”或“不变”);为了使电压表的示数保持不变,滑动变阻器R′的滑片P应向(填“a”或“b”)端移动.
(2)RB所在处无外加磁场时,RB=150 Ω;此时闭合开关,滑片P在a端和b端之间移动时,电压表示数的变化范围是多少?(不计实验电路产生的磁场,下同)
(3)当电路置于某磁场处,滑动变阻器R′滑片P位于b端时,电压表的示数为6 V,则该处磁场的磁感应强度为T.
解析:该题以磁敏电阻为背景考查探究欧姆定律的实验,难度较大.(1)据表可知,当外加磁场增强时,磁敏电阻的阻值将增大,整个电路的总电阻也将随之变大,总电压不变,总电流变小;电源电压不变,外加磁场增强时,磁敏电阻阻值增大,它两端的电压变大,为保持其电压不变,应将滑片P向b端移动,使滑动变阻器两端的电压变大,以达到保持电压表示数不变的目的.(2) 当滑片P位于b端时,RB和R′串联,据欧姆定律求得串联电路中的电流,再求出RB两端的电压;当滑片P位于a端时,RB两端的电压为9 V,从而确定电压表示数的变化范围.
(3)由串联电路电压与电阻成正比的特点,
(9 V-6 V)/6 V=100 Ω/RB,得RB=200 Ω,由表查得B=0.08 T.
答案:(1)变小b
(2)解:当滑片P位于b端时,
I1=U/R总=U/(RB+R′)=9 V/(150 Ω+100 Ω)=0.036 A,UB=I1/RB =0.036 A×150 Ω=5.4 V.
当滑片P位于a端时,RB两端的电压为9 V,即电压表示数变化范围为5.4~9 V.
(3)0.08
综上所述,敏感电阻题看似难度较大,但其包含的物理问题并不多难,重在对学生进行物理研究方法和探究能力的考查,可谓是起点高,落点低,解决的关键是需要细心阅读审题,透过现象看本质,努力找到知识的“落点”,准确分析出蕴含的物理问题和规律,灵活运用物理知识,问题也就迎刃而解.