Question

法國科學(xué)家阿爾貝?費(fèi)爾和德國科學(xué)家彼得?格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻（GMR）效應(yīng)，榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎．小明所在的“杰出”小組設(shè)計(jì)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(guān)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(shù)據(jù)如下表所示．由此可知，無磁場時(shí)GMR的電阻大小為

500

Ω；

實(shí)驗(yàn)序號	1	2	3	4
U/V	1.00	1.25	2.00	2.50
I/mA	2	2.5	4	5

（2）再閉合S₁和S₂，保持R₁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(shù)據(jù)如下表所示，可計(jì)算出有磁場時(shí)GMR的電阻大小；

實(shí)驗(yàn)序號	1	2	3	4
U/V	0.45	0.91	1.50	1.79
I/mA	0.3	0.6	1	1.2

通過上述實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是

巨磁電阻的大小與磁場有關(guān)

；
（3）得出結(jié)論后，激發(fā)了同學(xué)們的探究熱情，他們利用剛才設(shè)計(jì)的電路并保持原有器材不變，進(jìn)一步探究“巨磁電阻大小與磁場強(qiáng)弱是否有關(guān)”他們接著應(yīng)進(jìn)行的操作是：

閉合S₁和S₂，保持R₂滑片位置不變，移動滑動變阻器R₁的滑片，測得兩電流表的示數(shù)

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)歐姆定律結(jié)合表中數(shù)據(jù)求出各自對應(yīng)的電阻，然后求出平均值即可得出不加磁場時(shí)GMR的電阻值；
（2）根據(jù)歐姆定律求出表中四組數(shù)據(jù)對應(yīng)的電阻，然后取平均值即為此時(shí)巨磁電阻大小，然后與無磁場時(shí)電阻大小相比較即可得出結(jié)論；
（3）要探究巨磁電阻大小與磁場強(qiáng)弱是否有關(guān)，應(yīng)保持巨磁電阻電路的連接不變，改變通電螺線管的電流即改變磁場磁性的強(qiáng)弱．

解答：解：（1）根據(jù)I=

U

R

結(jié)合兩電表的四組數(shù)據(jù)可得：
對應(yīng)的電阻為：500Ω、500Ω、500Ω、500Ω，
所以不加磁場時(shí)GMR的電阻值為500Ω；
（2）再閉合S₁和S₂，保持R₁滑片位置不變，移動滑動變阻器R₂的滑片時(shí)，
根據(jù)歐姆定律可得，四組數(shù)據(jù)對應(yīng)的電阻依次為1500Ω、1517Ω、1500Ω、1492Ω，
此時(shí)巨磁電阻R=

1500Ω+1517Ω+1500Ω+1492Ω

4

≈1502Ω，
∵500Ω＜1502Ω，
∴可得結(jié)論是：巨磁電阻的大小與磁場有關(guān)；
（3）進(jìn)一步探究“巨磁電阻大小與磁場強(qiáng)弱是否有關(guān)”他們接著應(yīng)進(jìn)行的操作是：
閉合S₁和S₂，保持R₂滑片位置不變，移動滑動變阻器R₁的滑片，測得兩電流表的示數(shù)．
故答案為：
（1）500；
（2）巨磁電阻的大小與磁場有關(guān)；
（3）閉合S₁和S₂，保持R₂滑片位置不變，移動滑動變阻器R₁的滑片，測得兩電流表的示數(shù)．

點(diǎn)評：本題為信息給予題，應(yīng)充分利用題目中給出的條件結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行分析，具有一定的難度．