12. 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巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。下图是说明巨磁电阻特性原理的示意图。
(1)只闭合开关S₂,指示灯不亮,再闭合开关S₁,指示灯发光。由此可知,巨磁电阻的大小与磁场
(2)闭合S₁和S₂,把滑片P向左移动,电磁铁的磁场

(1)只闭合开关S₂,指示灯不亮,再闭合开关S₁,指示灯发光。由此可知,巨磁电阻的大小与磁场
有关
(选填“有关”或“无关”);S₁闭合时,通电螺线管的右端是S
极。(2)闭合S₁和S₂,把滑片P向左移动,电磁铁的磁场
增强
(选填“增强”或“减弱”),观察到指示灯变得更亮。由此实验可得出结论:磁场越强,巨磁电阻的大小越小
(选填“越大”或“越小”)。答案
有关
S
增强
越小
S
增强
越小
解析
【解析】
(1) 只闭合开关S₂,指示灯不亮,再闭合开关S₁,电磁铁产生磁场,指示灯发光,说明电路中电流变大,巨磁电阻的阻值变小,由此可知巨磁电阻的大小与磁场有关;根据安培定则,用右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向左端(N极),则通电螺线管的右端是S极。
(2) 闭合S₁和S₂,把滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,左边电路的电流变大,电磁铁的磁场增强;指示灯变得更亮,说明右边电路的电流变大,由欧姆定律可知,巨磁电阻的阻值变小,由此可得结论:磁场越强,巨磁电阻的大小越小。
【答案】
(1) 有关;S
(2) 增强;越小
【知识点】
巨磁电阻特性;安培定则;电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】
本题结合巨磁电阻效应考查了磁场对电阻的影响、安培定则的应用以及电磁铁磁性强弱的影响,体现了物理与科技的联系,注重对物理规律的应用考查。
【难度系数】
0.6
(1) 只闭合开关S₂,指示灯不亮,再闭合开关S₁,电磁铁产生磁场,指示灯发光,说明电路中电流变大,巨磁电阻的阻值变小,由此可知巨磁电阻的大小与磁场有关;根据安培定则,用右手握住通电螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向左端(N极),则通电螺线管的右端是S极。
(2) 闭合S₁和S₂,把滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,左边电路的电流变大,电磁铁的磁场增强;指示灯变得更亮,说明右边电路的电流变大,由欧姆定律可知,巨磁电阻的阻值变小,由此可得结论:磁场越强,巨磁电阻的大小越小。
【答案】
(1) 有关;S
(2) 增强;越小
【知识点】
巨磁电阻特性;安培定则;电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】
本题结合巨磁电阻效应考查了磁场对电阻的影响、安培定则的应用以及电磁铁磁性强弱的影响,体现了物理与科技的联系,注重对物理规律的应用考查。
【难度系数】
0.6
13. 如图,在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中,某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上,并保持它与软铁块P的距离不变。

(1)其部分实验步骤如下:
①断开开关S,按图组装实验电路,将滑动变阻器的滑片置于最
②闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表的示数I和电子测力计的示数F,并将I、F的数据记录在表格中。
③仿照步骤②再进行两次实验。

(2)由表中数据可以得出的实验结论:对于同一电磁铁,
(3)闭合开关S后,电磁铁下端的磁极为
(4)本实验中,滑动变阻器除了保护电路的作用外,还起到
(1)其部分实验步骤如下:
①断开开关S,按图组装实验电路,将滑动变阻器的滑片置于最
右
(选填“左”或“右”)端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F₀,并记录在表格中。②闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表的示数I和电子测力计的示数F,并将I、F的数据记录在表格中。
③仿照步骤②再进行两次实验。
(2)由表中数据可以得出的实验结论:对于同一电磁铁,
通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强
。(3)闭合开关S后,电磁铁下端的磁极为
S
(选填“N”或“S”)极。(4)本实验中,滑动变阻器除了保护电路的作用外,还起到
改变电路中电流大小
的作用。答案
右
通过线圈的电流越
大,电磁铁的磁性越强
S
改变电路中电
流大小
通过线圈的电流越
大,电磁铁的磁性越强
S
改变电路中电
流大小
解析
【解析】
(1)①为保护电路,连接电路时滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,由图可知滑片在右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大,故填“右”。
(2)分析实验数据可知,电流越大,电子测力计示数与初始压力的差值越大,说明电磁铁对软铁块的吸引力越强,因此可得结论:通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3)根据安培定则,右手握住电磁铁,四指指向电流方向,大拇指所指的上端为N极,因此下端为S极。
(4)本实验需探究磁性强弱与电流大小的关系,滑动变阻器除保护电路外,还可通过改变接入电路的电阻来改变电路中的电流大小。
【答案】
(1)①右
(2)通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强
(3)S
(4)改变电路中电流大小
【知识点】
电磁铁磁性强弱的影响因素、安培定则、滑动变阻器的作用
【点评】
本题围绕电磁铁磁性与电流大小的关系展开,涵盖电路连接规范、实验结论推导、磁极判断及滑动变阻器的作用,需结合控制变量法和转换法分析,是电磁学基础实验题。
【难度系数】
0.7
(1)①为保护电路,连接电路时滑动变阻器滑片应置于最大阻值处,由图可知滑片在右端时滑动变阻器接入电路的电阻最大,故填“右”。
(2)分析实验数据可知,电流越大,电子测力计示数与初始压力的差值越大,说明电磁铁对软铁块的吸引力越强,因此可得结论:通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3)根据安培定则,右手握住电磁铁,四指指向电流方向,大拇指所指的上端为N极,因此下端为S极。
(4)本实验需探究磁性强弱与电流大小的关系,滑动变阻器除保护电路外,还可通过改变接入电路的电阻来改变电路中的电流大小。
【答案】
(1)①右
(2)通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强
(3)S
(4)改变电路中电流大小
【知识点】
电磁铁磁性强弱的影响因素、安培定则、滑动变阻器的作用
【点评】
本题围绕电磁铁磁性与电流大小的关系展开,涵盖电路连接规范、实验结论推导、磁极判断及滑动变阻器的作用,需结合控制变量法和转换法分析,是电磁学基础实验题。
【难度系数】
0.7
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