题目内容
【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 磁 小 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时,
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)同(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.
【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向______(填“左”或“右”)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:________.