Question

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巨磁电阻效应

1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现，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，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”．

格林贝格尔发现，并非任意两种不同种金属的三层复合膜都具有“巨磁电阻效应”．三层膜中，只有两侧是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，中间一层是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”．

用R₀表示未加磁场时复合膜的电阻，R表示加入磁场后复合膜的电阻．实验测得，铁、铬组成复合膜的与磁场强度的关系如图乙所示．三条图线中铁膜层的厚度均是3nm，图线1、图线2和图线3中铬膜层的厚度分别是1.8 nm、1.2 nm和0.9 nm．

1994年IBM公司利用“巨磁电阻效应”，研制出“新型读出磁头”，用于家用计算机的硬盘中．这种磁头将磁场对复合膜阻值的影响转换成电压的变化来读取信息．

（1）以下三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是    ．

A．铁/钴/铁   B．钴/铜/钴   C．金/铝/金  D．铜/铁/铜

（2）图乙中所加磁场强度逐渐增强时，图线3对应复合膜的阻值的变化情况是    ．

（3）“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为    信息．该转化过程    （是/不是）利用电磁感应原理．

（4）图乙中当磁场强度是20单位时，下列分析正确的是

A．图线1的阻值最大              B．图线3的阻值最大

C．图线1的阻值变化最显著        D．图线3的阻值变化最显著

（5）图丙中“A…E”是家用计算机硬盘某磁道．铁、铬复合膜的“新型读出磁头”中电流I保持恒定．磁头从左向右匀速经过该磁道的过程中，磁头两端电压U变化情况如图丁所示．如果用1表示有磁区域，0表示无磁区域，则用1和0表示图丙中ABCDE是    ．

Answer

（1）B（2分） （2）先不断减小，后保持不变（2分）

（3）电（1分） 不是（1分）  （4）D（2分）    （5）10010（2分）

【解析】

试题分析：（1）由题意知，组成层膜的两种金属两侧是一种易磁化的金属铁钴镍中的其中一种，中间是不易被磁化的，故选B

（2）分析图像：当磁场增强时，逐渐变小，即R变小，减小到一定程度时，保持不变，所以R先不断减小，后保持不变．

（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），为巨磁电阻效应，而电磁感应产生的电流原理是不同的．

（4）图线表示的是这个比值关系，而电阻大小的关系，故AB错误；从图线看磁场强度是20单位时，图线3下降的最多，即阻值变化最显著，故D正确。

（5）由“巨磁电阻效应”知：有磁区域，电阻要变小，而电流I保持恒定，根据，此时电压较低，即有磁区域相应低电压，用0表示；相反无磁区域对应高电压，用1表示，故用1和0表示图丙中ABCDE是10010。

考点：根据题意和图表信息解答问题．