Question

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，荣获了诺贝尔物理学奖．小明同学设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系．请分析回答：

（1）断开S₁，闭合S₂，移动滑动变阻器R₂的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示．由此可知，无磁场时GMR的电阻大小为

 

 欧；

实验序号	1	2	3	4
U/伏	1.00	1.25	2.00	2.50
I/安	2×10-3	2.5×10-3	4×10-3	5×10-3

再闭合S₁和S₂，保持风滑片位置不变，移动滑动变阻器R₂的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示，可计算出有磁场时GMR的电阻大小；

实验序号	1	2	3	4
U/伏	0.45	0.91	1.50	1.79
I/安	0.3×10-3	0.6×10-3	1×10-3	1.2×10-3

（2）通过上述实验，得出的结论是

 

；
（3）利用小明同学设计的电路并保持原有器材不变，你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是

 

．

Answer 1

分析：（1）要解决此题，需要掌握电阻的计算公式：R=

U

I

．
（2）要得出结论，分别计算出GMR存在磁场和不存在磁场时的电阻，然后进行比较．
（3）要解决此题，需要掌握电流对磁场强度的影响，及电流方向对磁场方向的影响．

解答：解：（1）根据欧姆定律得，
在没有磁场时，GMR的电阻为：R=

U

I

=

1.00V

2×10-3A

=

1.25V

2.5×10-3A

=

2.00V

4×10-3A

=

2.50V

5×10-3A

=500Ω
故答案为：500．
（2）有磁场时，GMR的电阻为：R′=

U′

I′

=

0.45V

0.3×10-3A

=

0.91V

0.6×10-3A

=

1.50V

1×10-3A

=

1.79V

1.2×10-3A

=1500Ω
与无磁场时相比，GMR的电阻明显变大．
故答案为：有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大．
（3）由于保持原有器材不变，所以可以通过移动R₁的滑片改变其阻值，从而改变通电线圈中的电流，因此可以改变螺线管的磁性强弱．
同时可以通过改变线圈中电流的方向来改变螺线管的磁场方向．
故答案为：研究巨磁电阻的大小与磁场强弱的关系（或研究巨磁电阻的大小与磁场方向的关系）．

点评：此题主要考查了电阻的计算及影响螺线管磁性强弱的因素．对这样的探究题，要注意分析数据找出规律．