Question

8．閱讀短文，回答問題：
巨磁電阻效應(yīng)
1988年阿爾貝•費(fèi)爾和彼得•格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，在鐵、鉻相間的三層復(fù)合膜電阻中，微弱的磁場可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，這種現(xiàn)象被命名為“巨磁電阻效應(yīng)”．
格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，并非任意兩種不同種金屬的三層復(fù)合膜都具有“巨磁電阻效應(yīng)”．三層膜中，只有兩側(cè)是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，中間一層是不易被磁化的其他金屬，才可能產(chǎn)生“巨磁電阻效應(yīng)”．
用R₀表示未加磁場時(shí)復(fù)合膜的電阻，R表示加入磁場后復(fù)合膜的電阻．實(shí)驗(yàn)測得，鐵、鉻組成復(fù)合膜的$\frac{R}{{R}_{0}}$與磁場強(qiáng)度的關(guān)系如圖乙所示．三條圖線中鐵膜層的厚度均是3nm，圖線1、圖線2和圖線3中鉻膜層的厚度分別是1.8nm、1.2nm和0.9nm．
1994年IBM公司利用“巨磁電阻效應(yīng)”，研制出“新型讀出磁頭”，用于家用計(jì)算機(jī)的硬盤中．這種磁頭將磁場對(duì)復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)換成電壓的變化來讀取信息．

（1）以下三層復(fù)合膜可能發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”的是B．
A．鐵/鈷/鐵   B．鈷/銅/鈷   C．金/鋁/金  D．銅/鐵/銅
（2）圖乙中所加磁場強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)時(shí)，圖線3對(duì)應(yīng)復(fù)合膜的阻值的變化情況是先減小后不變．
（3）“新型讀出磁頭”可將微弱的磁信息轉(zhuǎn)化為電信息．該轉(zhuǎn)化過程是（是/不是）利用電磁感應(yīng)原理．
（4）圖乙中當(dāng)磁場強(qiáng)度是20單位時(shí)，下列分析正確的是D
A．圖線1的阻值最大               B．圖線3的阻值最大
C．圖線1的阻值變化最顯著         D．圖線3的阻值變化最顯著
（5）圖丙中“A…E”是家用計(jì)算機(jī)硬盤某磁道．鐵、鉻復(fù)合膜的“新型讀出磁頭”中電流I保持恒定．磁頭從左向右勻速經(jīng)過該磁道的過程中，磁頭兩端電壓U變化情況如圖丁所示．如果用1表示有磁區(qū)域，0表示無磁區(qū)域，則用1和0表示圖丙中ABCDE是01100．

Answer 1

分析 （1）由題意知：組成三層膜的兩種金屬中，有一種是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，另一種是不易被磁化的其他金屬，才可能產(chǎn)生“巨磁電阻效應(yīng)”．
那么給出的四組物質(zhì)中，只需找到一個(gè)是磁性物質(zhì)，而另一種是非磁性金屬即可．
（2）從圖象判斷$\frac{R}{{R}_{0}}$的比值隨磁場強(qiáng)度的變化規(guī)律做出解答；
首先從圖中讀出1.7nm時(shí)，R、R₀的比值大小，若比值較小，說明此時(shí)在磁場的作用下，阻值的變化較為劇烈，符合“巨磁電阻效應(yīng)”；若比值趨近于1，則情況正好相反．
（3）此問可從（“新型讀出磁頭”，將磁場對(duì)復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)換成電流的變化來讀取信息）中來得出結(jié)論．
（4）圖中找出，在發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時(shí)，R、R₀的比值的大小變化，可判斷出R、R₀的大小關(guān)系．
（5）由“巨磁電阻效應(yīng)”知，“新型讀出磁頭”在磁場的影響下，阻值會(huì)變小，相應(yīng)的電流會(huì)變大，但電流是不變的，所以可以判斷此過程中電壓的變化，故可理解圖象中的信息．

解答 解：（1）由題意知，組成層膜的兩種金屬有一種是易磁化的金屬鐵鈷鎳中的其中一種，另一種是不易被磁化的，故選B；
（2）由圖乙可知，圖線3在磁場強(qiáng)度變大時(shí)，$\frac{R}{{R}_{0}}$的比值先迅速減小，遠(yuǎn)小于1，再不變，說明電阻R也是先減小，后不變的；
（3）“新型讀出磁頭”將磁場對(duì)復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)化為電流，即將磁場的變化（磁信息）轉(zhuǎn)化電流的變化（電信息）該轉(zhuǎn)化過程是利用電磁感應(yīng)原理．
（4）同（2），由圖知：當(dāng)復(fù)合膜發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時(shí)，$\frac{R}{{R}_{0}}$的比值是圖線1的最大，圖線3的最小，說明圖線3的變化最為明顯，但不能判定阻值的具體大小；因此，選項(xiàng)D符合題意．
（5）在丁圖中，由“巨磁電阻效應(yīng)”知，有磁時(shí)電阻變小，由于電流保持恒定，所以電壓要變�。� 即有磁時(shí)電壓小 無磁時(shí)電壓大．根據(jù)丁圖可知應(yīng)為01100；
故答案為：（1）B；（2）先減小后不變；（3）是；（4）D；（5）01100．

點(diǎn)評(píng) 本題為信息給予題，考查了巨磁效應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，題中給出的信息有限，需要我們學(xué)會(huì)從眾多文字中尋找答案并加以分析，難度較大．