Question

5．法國(guó)科學(xué)家阿爾貝•費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得•格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲了2007 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場(chǎng)中急劇減小的現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)大大提高了磁、電之間信號(hào)轉(zhuǎn)換的靈敏度，從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤生產(chǎn)的一場(chǎng)革命．圖是說(shuō)明巨磁電阻特性原理的示意圖，圖中GMR是巨磁電阻．如果閉合S₁、S₂ 并使滑片P向左滑動(dòng)，指示燈亮度會(huì)有什么變化？

Answer 1

分析 （1）由左圖可知，滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)過(guò)程中接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，進(jìn)一步根據(jù)影響電磁鐵磁場(chǎng)的因素可知其磁場(chǎng)變化，據(jù)此可知右圖巨磁電阻的變化；
（2）由右圖可知，巨磁電阻和燈泡串聯(lián)，先判斷巨磁電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，根據(jù)P=I²R可知燈泡實(shí)際功率的變化，進(jìn)一步判斷亮暗的變化．

解答 解：由左圖可知，滑動(dòng)變阻器的滑片P向左滑動(dòng)過(guò)程中接入電路中電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，
因電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)和通過(guò)的電流有關(guān)，且匝數(shù)不變，通過(guò)的電流越大，磁性越強(qiáng)，
所以，此時(shí)電磁鐵的磁性變強(qiáng)；
由右圖可知，巨磁電阻和燈泡串聯(lián)，
因巨磁電阻在磁場(chǎng)中急劇減小，
所以，此時(shí)巨磁電阻的阻值會(huì)變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，通過(guò)燈泡的電流變大，
因P=I²R，且燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，
所以，燈泡的實(shí)際功率變大，燈泡變亮．
答：閉合S₁、S₂ 并使滑片P向左滑動(dòng)，指示燈亮度會(huì)變亮．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路的動(dòng)態(tài)分析，涉及到電磁鐵磁性與電流的關(guān)系和電功率公式的應(yīng)用等，判讀出巨磁電阻的變化是解題的關(guān)鍵．