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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”.
更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”.组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”.
进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时.用R表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图所示.
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1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理,研制出“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息.
(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是______
A.铜、银;B.铁、铜;C.铜、铝;D.铁、镍.
(2)对铁、铬组成的复合膜,当膜层厚度是1.7nm时,这种复合膜电阻______(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”.
(3)“新型读出磁头”可将微弱的______信息转化为电信息.
(4)铁、铬组成的复合膜,发生“巨磁电阻效应”时,其电阻R比未加磁场时的电阻R______(选填“大”或“小”)得多.
(5)如图是硬盘某区域磁记录的分布情况,其中1表示有磁区域,0表示无磁区域.将“新型读出磁头”组成如图所示电路,当磁头从左向右匀速经过该区域过程中,电流表读数变化情况应是下图中的______
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答案:
分析:本题为信息给予题,答案都可以在短文中找出. (1)由题意知:组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”. 那么给出的四组物质中,只需找到一个是磁性物质,而另一种是非磁性金属即可. (2)首先从图中读出1.7nm时,R、R的比值大小,若比值较小,说明此时在磁场的作用下,阻值的变化较为剧烈,符合“巨磁电阻效应”;若比值趋近于1,则情况正好相反. (3)此问可从(“新型读出磁头”,将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息)中来得出结论. (4)从图中可以看出,在发生“巨磁电阻效应”时,R、R的比值远小于1,由这个不等式可判断出R、R的大小关系. (5)由“巨磁电阻效应”知,“新型读出磁头”在磁场的影响下,阻值会变小,相应的电流会变大,可根据这个特点来判断正确的图象. 解答:解:(1)由题意知,组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种,另一种是不易被磁化的,故选B (2)由图知:当d=1.7nm时,远小于1,即在施加磁场前后,复合膜的阻值变化较大,符合“巨磁电阻效应”,即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”. (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). (4)同(2),由图知:当复合膜发生“巨磁电阻效应”时,<<1,即:R<<R,因此电阻R要比R小的多. (5)在“硬盘的磁信息”中,左数第一、四、五格均为有磁区域,由“巨磁电阻效应”知,此时电阻要变小,相应的电流要变大;而左数第二、三格为无磁区域,电阻没有变化,电流较小; 根据上面的分析知,只有B图符合上述要求,故选B. 故答案为:(1)B;(2)具有;(3)磁;(4)小;(5)B.
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