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【题目】阅读短文,回答问题:

巨磁电阻效应

1988年阿尔贝费尔和彼得格林贝格尔发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。

更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”。

进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图乙所示。

1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。

(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是_____

A.铜、银;B.铁、铜;C.铜、铝;D.铁、镍。

(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.7nm时,这种复合膜电阻_____(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”。

(3)“新型读出磁头”可将微弱的_____信息转化为电信息。

(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R0_____(选填“大”或“小”)得多。

(5)如图丁是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域。将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是图中的_____

【答案】B 具有 B

【解析】

(1)由题意知,组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种,另一种是不易被磁化的,故选B;(2)由图知:当d=1.7nm,远小于1,即在施加磁场前后,复合膜的阻值变化较大,符合“巨磁电阻效应”,即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”。

(3)“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转化为电流,即将磁场的变化(磁信息)转化电流的变化(电信息).

(4)(2),由图知:当复合膜发生“巨磁电阻效应”时,<<1,即:R<<R0,因此电阻R要比R0小的多。

(5)在“硬盘的磁信息”中,左数第一、四、五格均为有磁区域,由“巨磁电阻效应”知,此时电阻要变小,相应的电流要变大;而左数第二、三格为无磁区域,电阻没有变化,电流较小;根据上面的分析知,只有B图符合上述要求,故选B.

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【题目】阅读下面的材料,回答。

半导体材料是一类导电能力介于导体与绝缘体之间的电子材料,它的导电性并不好,但是通过将杂质加入纯质半导体材料中的方式可增加半导体的导电能力。半导体中有两种载流子:电子和空穴。掺入杂质从而增加电子数目的半导体称为N型半导体,掺入杂质增加空穴数目的半导体称为P型半导体。

半导体材料除了可以用于各种电子元器件以外,还可以用作制冷材料。如图所示是一个半导体制冷单元的工作原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端,此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,铜片B会向空气放出热量。反之,改变直流电源的正负极方向或N、P型半导体的位置,使电流方向从P型半导体经A流向N型半导体,这时,铜片A会向空气放出热量,铜片B会从空气吸收热量。由于单个制冷单元制冷量很小,因此需要多个制冷单元同时工作才能满足实际需要。半导体制冷不需要任何制冷剂,可连续工作,没有污染源,工作时没有振动、噪音,寿命长,安装容易,它既能制冷,又能加热。

(1)P型半导体中的载流子是_____。(选填“电子”或“空穴”)。

(2)由图可知,若要使一个电冰箱箱内的温度下降,铜片A应置于电冰箱的_____。(选填“箱内”或“箱外”)。

(3)若将图中的P型半导体与N型半导体位置互换,其他条件不变,则铜片A将_____(选填“吸热”或“放热”)。

(4)半导体制冷的优点是_____。(写出一种即可)

【题目】小彬用如图甲所示的实验器材探究电流与电阻的关系,电源电压恒为3 V,滑动变阻器上标有“20 Ω 2 A”字样,阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω、40 Ω的定值电阻各一个.

(1)小哲帮小彬检查时发现连线不对,而且只要改接一根导线就可以了,请你把接错的那根导线找出来,打上“×”,再画线把它改到正确的位置上(导线不允许交叉).

________

(2)电路改正以后,小彬实验时发现电流表示数为0,电压表示数接近3 V,经检查导线均完好且接触良好,则电路发生的故障可能是_______

(3)排除故障后,如果他们先用5 Ω的电阻做实验,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电压表的示数达到某一值时,电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为______

(4)如果他们用5 Ω的电阻做实验时,滑动变阻器的滑片刚好在甲图所示位置,接下来把5 Ω换成10 Ω电阻后,为保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P______(”)端移动.

(5)再将10 Ω定值电阻换成20 Ω定值电阻,重复以上步骤.实验记录的多组数据如下表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成______比.

实验次数

定制电阻(Ω)

电流表示数(A)

1

5

2

10

0.18

3

20

0.09

(6)小彬同学换用40 Ω的定值电阻接着进行上述实验,请判断他能否顺利完成并说明理由:________

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