Question

法國科學家阿爾貝?費爾和德國科學家彼得?格林貝格爾由于發現了巨磁電阻（GMR）效應，榮獲了諾貝爾物理學獎．小明同學設計了如圖所示的電路，來研究巨磁電阻的大小與有無磁場的關系．請分析回答：

（1）斷開S₁，閉合S₂，移動滑動變阻器R₂的滑片，測得兩電表的四組數據如下表所示．由此可知，無磁場時GMR的電阻大小為

 

 歐；

實驗序號	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

再閉合S₁和S₂，保持風滑片位置不變，移動滑動變阻器R₂的滑片，測得兩電表的四組數據如下表所示，可計算出有磁場時GMR的電阻大小；

實驗序號	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）通過上述實驗，得出的結論是

 

；
（3）利用小明同學設計的電路并保持原有器材不變，你還可以進一步研究與巨磁電阻大小有關的問題是

 

．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，需要掌握電阻的計算公式：R=

U

I

．
（2）要得出結論，分別計算出GMR存在磁場和不存在磁場時的電阻，然后進行比較．
（3）要解決此題，需要掌握電流對磁場強度的影響，及電流方向對磁場方向的影響．

解答：解：（1）根據歐姆定律得，
在沒有磁場時，GMR的電阻為：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
故答案為：500．
（2）有磁場時，GMR的電阻為：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
與無磁場時相比，GMR的電阻明顯變大．
故答案為：有磁場時巨磁電阻的阻值明顯變大．
（3）由于保持原有器材不變，所以可以通過移動R₁的滑片改變其阻值，從而改變通電線圈中的電流，因此可以改變螺線管的磁性強弱．
同時可以通過改變線圈中電流的方向來改變螺線管的磁場方向．
故答案為：研究巨磁電阻的大小與磁場強弱的關系（或研究巨磁電阻的大小與磁場方向的關系）．

點評：此題主要考查了電阻的計算及影響螺線管磁性強弱的因素．對這樣的探究題，要注意分析數據找出規律．