Question

【題目】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

【答案】
（1）500
（2）有磁場時巨磁電阻的阻值明顯變大
（3）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）
【解析】解：（1）根據歐姆定律得， 在沒有磁場時，GMR的電阻為：R= = = = = =500Ω
所以答案是：500．（2）有磁場時，GMR的電阻為：R′= = = = = =1500Ω
與無磁場時相比，GMR的電阻明顯變大．
所以答案是：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．
所以答案是：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）．
【考點精析】掌握影響電磁鐵磁性的因素和歐姆定律及其應用是解答本題的根本，需要知道電磁鐵的特點：①磁性的有無可由電流的通斷來控制；②磁性的強弱可由改變電流大小和線圈的匝數來調節；③磁極可由電流方向來改變；歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．