Question

12．科学家发现，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，如图甲．当三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍三种中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才出现这种变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”．研究还表明，“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）的关系如乙图所示．人们根据“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B．
A．铜和银    B．铁和铜    C．铜和铝    D．铁和镍
（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.3nm时，这种复合膜电阻具有（选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”．
（3）“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为电信息．
（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小（选填“大”或“小”）得多．
（5）丙图是电脑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，电流表示数变化情况应是丁图中的B．

Answer 1

分析 本题为信息给予题，答案都可以在短文中找出．
（1）由题意知：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”．
那么给出的四组物质中，只需找到一个是磁性物质，而另一种是非磁性金属即可．
（2）首先从图中读出1.3nm时，R、R₀的比值大小，若比值较小，说明此时在磁场的作用下，阻值的变化较为剧烈，符合“巨磁电阻效应”；若比值趋近于1，则情况正好相反．
（3）此问可从（“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）中来得出结论．
（4）从图中可以看出，在发生“巨磁电阻效应”时，R、R₀的比值远小于1，由这个不等式可判断出R、R₀的大小关系．
（5）由“巨磁电阻效应”知，“新型读出磁头”在磁场的影响下，阻值会变小，相应的电流会变大，可根据这个特点来判断正确的图象．

解答 解：
（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=1.3nm时，$\frac{R}{{R}_{0}}$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，$\frac{R}{{R}_{0}}$＜＜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．
故答案为：（1）B；（2）具有；（3）磁；（4）小；（5）B．

点评 本题为信息给予题，要提高从众多文字中寻找答案的能力．