Question

【题目】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

【答案】
（1）500
（2）有磁场时巨磁电阻的阻值明显变大
（3）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）
【解析】解：（1）根据欧姆定律得， 在没有磁场时，GMR的电阻为：R= = = = = =500Ω
所以答案是：500．（2）有磁场时，GMR的电阻为：R′= = = = = =1500Ω
与无磁场时相比，GMR的电阻明显变大．
所以答案是：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．
所以答案是：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）．
【考点精析】掌握影响电磁铁磁性的因素和欧姆定律及其应用是解答本题的根本，需要知道电磁铁的特点：①磁性的有无可由电流的通断来控制；②磁性的强弱可由改变电流大小和线圈的匝数来调节；③磁极可由电流方向来改变；欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．