Question

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)，榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，來(lái)研究巨磁電阻的大小與有無(wú)磁場(chǎng)的關(guān)系．請(qǐng)分析回答：

（1）斷開(kāi)S₁，閉合S₂，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片，測(cè)得兩電表的四組數(shù)據(jù)如下表所示．由此可知，無(wú)磁場(chǎng)時(shí)GMR的電阻大小為

 

 歐；

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4
U/伏	1.00	1.25	2.00	2.50
I/安	2×10-3	2.5×10-3	4×10-3	5×10-3

再閉合S₁和S₂，保持風(fēng)滑片位置不變，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片，測(cè)得兩電表的四組數(shù)據(jù)如下表所示，可計(jì)算出有磁場(chǎng)時(shí)GMR的電阻大��；

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4
U/伏	0.45	0.91	1.50	1.79
I/安	0.3×10-3	0.6×10-3	1×10-3	1.2×10-3

（2）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是

 

；
（3）利用小明同學(xué)設(shè)計(jì)的電路并保持原有器材不變，你還可以進(jìn)一步研究與巨磁電阻大小有關(guān)的問(wèn)題是

 

．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，需要掌握電阻的計(jì)算公式：R=

U

I

．
（2）要得出結(jié)論，分別計(jì)算出GMR存在磁場(chǎng)和不存在磁場(chǎng)時(shí)的電阻，然后進(jìn)行比較．
（3）要解決此題，需要掌握電流對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的影響，及電流方向?qū)Υ艌?chǎng)方向的影響．

解答：解：（1）根據(jù)歐姆定律得，
在沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，GMR的電阻為：R=

U

I

=

1.00V

2×10-3A

=

1.25V

2.5×10-3A

=

2.00V

4×10-3A

=

2.50V

5×10-3A

=500Ω
故答案為：500．
（2）有磁場(chǎng)時(shí)，GMR的電阻為：R′=

U′

I′

=

0.45V

0.3×10-3A

=

0.91V

0.6×10-3A

=

1.50V

1×10-3A

=

1.79V

1.2×10-3A

=1500Ω
與無(wú)磁場(chǎng)時(shí)相比，GMR的電阻明顯變大．
故答案為：有磁場(chǎng)時(shí)巨磁電阻的阻值明顯變大．
（3）由于保持原有器材不變，所以可以通過(guò)移動(dòng)R₁的滑片改變其阻值，從而改變通電線(xiàn)圈中的電流，因此可以改變螺線(xiàn)管的磁性強(qiáng)弱．
同時(shí)可以通過(guò)改變線(xiàn)圈中電流的方向來(lái)改變螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)方向．
故答案為：研究巨磁電阻的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱的關(guān)系（或研究巨磁電阻的大小與磁場(chǎng)方向的關(guān)系）．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了電阻的計(jì)算及影響螺線(xiàn)管磁性強(qiáng)弱的因素．對(duì)這樣的探究題，要注意分析數(shù)據(jù)找出規(guī)律．