Question

8．閱讀短文，回答問題：
巨磁電阻效應
1988年阿爾貝•費爾和彼得•格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，在鐵、鉻相間的三層復合膜電阻中，微弱的磁場可以導致電阻大小的急劇變化，這種現(xiàn)象被命名為“巨磁電阻效應”．
格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，并非任意兩種不同種金屬的三層復合膜都具有“巨磁電阻效應”．三層膜中，只有兩側是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，中間一層是不易被磁化的其他金屬，才可能產生“巨磁電阻效應”．
用R₀表示未加磁場時復合膜的電阻，R表示加入磁場后復合膜的電阻．實驗測得，鐵、鉻組成復合膜的$\frac{R}{{R}_{0}}$與磁場強度的關系如圖乙所示．三條圖線中鐵膜層的厚度均是3nm，圖線1、圖線2和圖線3中鉻膜層的厚度分別是1.8nm、1.2nm和0.9nm．
1994年IBM公司利用“巨磁電阻效應”，研制出“新型讀出磁頭”，用于家用計算機的硬盤中．這種磁頭將磁場對復合膜阻值的影響轉換成電壓的變化來讀取信息．

（1）以下三層復合膜可能發(fā)生“巨磁電阻效應”的是B．
A．鐵/鈷/鐵   B．鈷/銅/鈷   C．金/鋁/金  D．銅/鐵/銅
（2）圖乙中所加磁場強度逐漸增強時，圖線3對應復合膜的阻值的變化情況是先減小后不變．
（3）“新型讀出磁頭”可將微弱的磁信息轉化為電信息．該轉化過程是（是/不是）利用電磁感應原理．
（4）圖乙中當磁場強度是20單位時，下列分析正確的是D
A．圖線1的阻值最大               B．圖線3的阻值最大
C．圖線1的阻值變化最顯著         D．圖線3的阻值變化最顯著
（5）圖丙中“A…E”是家用計算機硬盤某磁道．鐵、鉻復合膜的“新型讀出磁頭”中電流I保持恒定．磁頭從左向右勻速經過該磁道的過程中，磁頭兩端電壓U變化情況如圖丁所示．如果用1表示有磁區(qū)域，0表示無磁區(qū)域，則用1和0表示圖丙中ABCDE是01100．

Answer 1

分析 （1）由題意知：組成三層膜的兩種金屬中，有一種是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，另一種是不易被磁化的其他金屬，才可能產生“巨磁電阻效應”．
那么給出的四組物質中，只需找到一個是磁性物質，而另一種是非磁性金屬即可．
（2）從圖象判斷$\frac{R}{{R}_{0}}$的比值隨磁場強度的變化規(guī)律做出解答；
首先從圖中讀出1.7nm時，R、R₀的比值大小，若比值較小，說明此時在磁場的作用下，阻值的變化較為劇烈，符合“巨磁電阻效應”；若比值趨近于1，則情況正好相反．
（3）此問可從（“新型讀出磁頭”，將磁場對復合膜阻值的影響轉換成電流的變化來讀取信息）中來得出結論．
（4）圖中找出，在發(fā)生“巨磁電阻效應”時，R、R₀的比值的大小變化，可判斷出R、R₀的大小關系．
（5）由“巨磁電阻效應”知，“新型讀出磁頭”在磁場的影響下，阻值會變小，相應的電流會變大，但電流是不變的，所以可以判斷此過程中電壓的變化，故可理解圖象中的信息．

解答 解：（1）由題意知，組成層膜的兩種金屬有一種是易磁化的金屬鐵鈷鎳中的其中一種，另一種是不易被磁化的，故選B；
（2）由圖乙可知，圖線3在磁場強度變大時，$\frac{R}{{R}_{0}}$的比值先迅速減小，遠小于1，再不變，說明電阻R也是先減小，后不變的；
（3）“新型讀出磁頭”將磁場對復合膜阻值的影響轉化為電流，即將磁場的變化（磁信息）轉化電流的變化（電信息）該轉化過程是利用電磁感應原理．
（4）同（2），由圖知：當復合膜發(fā)生“巨磁電阻效應”時，$\frac{R}{{R}_{0}}$的比值是圖線1的最大，圖線3的最小，說明圖線3的變化最為明顯，但不能判定阻值的具體大小；因此，選項D符合題意．
（5）在丁圖中，由“巨磁電阻效應”知，有磁時電阻變小，由于電流保持恒定，所以電壓要變�。� 即有磁時電壓小 無磁時電壓大．根據(jù)丁圖可知應為01100；
故答案為：（1）B；（2）先減小后不變；（3）是；（4）D；（5）01100．

點評 本題為信息給予題，考查了巨磁效應的相關知識，題中給出的信息有限，需要我們學會從眾多文字中尋找答案并加以分析，難度較大．