Question

5．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007 年诺贝尔物理学奖．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命．图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻．如果闭合S₁、S₂ 并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会有什么变化？

Answer 1

分析 （1）由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，进一步根据影响电磁铁磁场的因素可知其磁场变化，据此可知右图巨磁电阻的变化；
（2）由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，先判断巨磁电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，根据P=I²R可知灯泡实际功率的变化，进一步判断亮暗的变化．

解答 解：由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变大，
因电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，且匝数不变，通过的电流越大，磁性越强，
所以，此时电磁铁的磁性变强；
由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，
因巨磁电阻在磁场中急剧减小，
所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，
因P=I²R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮．
答：闭合S₁、S₂ 并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会变亮．

点评 本题考查了电路的动态分析，涉及到电磁铁磁性与电流的关系和电功率公式的应用等，判读出巨磁电阻的变化是解题的关键．