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物理必考法国科学家阿尔贝?费尔和德国科学家彼得?格林贝格尔由于发现了

更新时间:2024-01-19 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

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2007年诺贝尔物理学奖.小明设计了如图所示电路,用通电螺线管产生的磁场研究巨磁电阻性质,实验步骤、实验中观察到的现象和部分实验数据如下:9sW物理好资源网(原物理ok网)

A.断开S1,闭合S2,移动滑动变阻器R2滑片,测量不加磁场时GMR的电阻,两电表读数如表所示:9sW物理好资源网(原物理ok网)

实验序号1234
U/V1.001.302.002.60
I/mA2.002.504.005.00
B.保持R2滑片位置不动,将R1的滑片移到某一位置,闭合S1、S2,记录两表读数,再将电源E1反向连接,两表读数不变.9sW物理好资源网(原物理ok网)

C.保持步骤B中R2滑片位置不动,将R1的滑片移到另一位置,重复步骤B三次.9sW物理好资源网(原物理ok网)

D.闭合S1、S2,保持R2滑片位置不动,向左移动R1滑片,电流表的示数变小.9sW物理好资源网(原物理ok网)

实验序号12345
U/V0.450.911.501.792.71
I/mA0.601.001.201.80
E.闭合S1、S2,保持R1滑片位置不动,向下移动R2滑片,两表读数如表所示(序号1的电流如图所示):9sW物理好资源网(原物理ok网)

完成以下问题:9sW物理好资源网(原物理ok网)

(1)步骤A中,闭合S2前变阻器R2滑片应置于________(上/下)端,由步骤A中数据计算不加磁场时GMR的电阻值为________Ω;(注意电流的单位)9sW物理好资源网(原物理ok网)

(2)步骤B是为了研究磁场的________(强弱/方向/强弱和方向)对巨磁电阻的影响;步骤E中电流表的读数是________9sW物理好资源网(原物理ok网)

mA;9sW物理好资源网(原物理ok网)

(3)在物理实验中,通常要进行多次实验,步骤C中小明将B再重复了三次.以下实验中与本步骤重复目的相同的是________;9sW物理好资源网(原物理ok网)

A.测量小灯泡功率的实验中,测量不同电压下的实际功率9sW物理好资源网(原物理ok网)

B.探究杠杆的平衡条件时,多测量几组数据得出结论9sW物理好资源网(原物理ok网)

C.测量课本长度时要测量三次取平均值9sW物理好资源网(原物理ok网)

(4)根据上述实验写出巨磁电阻性质:9sW物理好资源网(原物理ok网)

a.________;9sW物理好资源网(原物理ok网)

b.________.(只要写两条)

试题答案

解:(1)闭合开关前,保护电路的滑动变阻器应处于最大阻值的上端;9sW物理好资源网(原物理ok网)

根据欧姆定律结合步骤A中每组数据对应的电阻为:500Ω、520Ω、500Ω、520Ω,9sW物理好资源网(原物理ok网)

所以不加磁场时GMR的电阻值=510Ω.9sW物理好资源网(原物理ok网)

(2)将电源E1反向连接时,改变了通过螺线管电流的方向,从而改变了磁场的方向,故步骤B是为了研究磁场的方向对巨磁电阻的影响;9sW物理好资源网(原物理ok网)

电流表的量程为0~0.6mA,分度值为0.02mA,故电流表的示数为0.3mA.9sW物理好资源网(原物理ok网)

(3)步骤C是研究磁场的强弱对巨磁电阻的影响,小明将B再重复了三次的目的是使实验结论具有普遍性;9sW物理好资源网(原物理ok网)

A、测量小灯泡功率的实验中,测量不同电压下的实际功率的目的是多次测量发现一定的变化规律;9sW物理好资源网(原物理ok网)

B、探究杠杆的平衡条件时,多测量几组数据得出结论的目的是使实验结论具有普遍性;9sW物理好资源网(原物理ok网)

C、测量课本长度时要测量三次取平均值的目的是求平均值减小误差;9sW物理好资源网(原物理ok网)

故选B.9sW物理好资源网(原物理ok网)

(4)a.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而增大;9sW物理好资源网(原物理ok网)

b.巨磁电阻的阻值与磁场的方向无关.(在磁场中巨磁电阻的阻值比不加磁场时大/巨磁电阻的阻值不随电流(温度/电压)的变化而变化/磁场不变时,通过巨磁电阻的电流与巨磁电两端的电压成正比)9sW物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)上;510;(2)方向;0.30;(3)B;9sW物理好资源网(原物理ok网)

(4)a.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而增大;b.巨磁电阻的阻值与磁场的方向无关.(在磁场中巨磁电阻的阻值比不加磁场时大/巨磁电阻的阻值不随电流(温度/电压)的变化而变化/磁场不变时,通过巨磁电阻的电流与巨磁电两端的电压成正比).9sW物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)闭合开关前,滑动变阻器应处于最大阻值处,防止电路中电流过大烧坏电路元件;根据欧姆定律结合步骤A中数据求出各自对应的电阻,然后求出平均值即可得出不加磁场时GMR的电阻值.9sW物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据通电螺线管的极性与电流的方向和缠绕的方式有关进行分析,再根据电流表的量程和分度值读出其示数.9sW物理好资源网(原物理ok网)

(3)物理实验中要进行多次实验,有的是为了多次测量求平均值减小误差;有的是为了多次测量发现一定的变化规律;有的是为了多次测量使实验结论具有普遍性.9sW物理好资源网(原物理ok网)

(4)根据实验目的和得出的数据写出巨磁电阻性质.9sW物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题为信息给予题,应充分利用题目中给出的条件结合所学知识进行分析,具有一定的难度.9sW物理好资源网(原物理ok网)

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