阅读型STS中考试题的欣赏

概要： 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R0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R0之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如图7-乙所示。 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&ldq

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  　　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R₀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R₀之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如图7-乙所示。     　　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。₀     　　（5）图7-丙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图7-丁中的      。     　　分析：这是一道以2008年的诺贝尔物理学奖的研究成果──巨磁电阻为载体的综合性试题。（1）根据题意可知，在组成三层膜的两种金属中，必须有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不容易被磁化的其他金属这样才能组成巨磁电阻，故应选B。（2）由图甲可知，当铁、铬的厚度d分别为1．1、2．2、3．3nm时，=100%，即R=R₀，也就是说此种厚度的铁、铬电阻在未加磁场和加磁场后没有发生改变，即不具有巨磁电阻的效应。（3）根据短文可知，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，而电阻大小的变化，又引起电路中的电流的变化，即“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为电信息。（4）由图甲可知当铁、铬组成的复合膜具有“巨磁电阻的效应”时，<100%，即R<R₀，也就是说加磁场后的电阻（R）小于未加磁场时的电阻（R₀），故应填“小”。（5）1表示的是有磁区域，根据第（4）小题可知，此时电阻值应相对较少，对应的电流值则应相对的较大，反之0表示的是无磁区域，电阻相对较大，对应的电流值则应相对较小，故应选B。   　　7．

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