前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇巨磁電阻范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

巨磁電阻范文第1篇

巨磁電阻效應

1988年阿爾貝?費爾和彼得?格林貝格爾發現，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，這種現象被命名為“巨磁電阻效應”。

更多的實驗發現，并非任意兩種不同金屬相問的三層膜都具有“巨磁電阻效應”，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”。

進一步研究表明，“巨磁電阻效應”只發生在膜層的厚度為特定值時，用R0表示未加磁場時的電阻，R表示加入磁場后的電阻，科學家測得鐵、鉻組成的復合膜R與R0之比與膜層厚度d(三層膜厚度均相同)的關系如乙圖所示。

1994年IBM公司根據“巨磁電阻效應”原理，研制出“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，

(1)以下兩種金屬組成的三層復合膜可能發生“巨磁電阻效應”的是(　)。

A.銅、銀　B.鐵、銅　C.銅、鋁　D.鐵、鎳

(2)對鐵、鉻組成的復合膜。當膜層厚度是1.7nm時，這種復合膜電阻　(選填“具有”或“不具有”)“巨磁電阻效應”。

(3)“新型讀出磁頭”可將微弱的

信息轉化為電信息。

(4)鐵、鉻組成的復合膜，發生“巨磁電阻效應”時。其電阻R比未加磁場時的電阻R0_________(選填“大”或“小”)得多。

(5)丙圖是硬盤某區域磁記錄的分布情況，其中1表示有磁區域，0表示無磁區域，將“新型讀出磁頭”組成如圖所示電路，當磁頭從左向右勻速經過該區域過程中，電流表讀數變化情況應是丁圖中的。

解析　本題是一道綜合分析題，涉及到巨磁阻效應方面的知識主要有：巨磁阻材料、效應以及巨磁阻技術在計算機硬盤上的應用，對(1)―(4)問的考查，要求同學們通過閱讀短文和對題中的圖像圖表的分析來獲取信息。從而進行正確的分析判斷推理，其中最為關鍵的是要能夠看懂乙圖，在發生巨磁阻效應時電阻是急劇減小而不是增大，一般減小的幅度比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻數值約高10余倍，第(5)問設計比較新穎，有明顯的區分度，要求同學們能夠分析出：區域1――有磁――電阻小、電流大；區域0――無磁――電阻大、電流小。

答案(1)B(2)具有(3)磁(4)小(5)B

這道中考試題，不僅僅是對同學們閱讀材料的能力、分析圖像圖表的能力等基礎知識和技能的考查。更重要的是讓同學們了解巨磁阻技術在計算機硬盤等領域的廣泛應用。認識到像巨磁阻效應這些科學技術就在我們身邊，就在我們不曾留意的日常生活中，那么什么是巨磁電阻?它有哪些應用呢?

事實上。磁性金屬和合金一般都有磁電阻現象，所謂磁電阻實際是指在一定磁場下電阻會發生改變的現象1988年。法國科學家阿爾貝?費爾在鐵、鉻相間的多層膜電阻中發現。微弱的磁場變化可以導致電阻大小的急劇變化。其變化的幅度比通常高十幾倍，有趣的是，就在此前三個月，德國科學家彼得?格林貝格爾教授領導的研究小組在具有層間反平行磁化的鐵、鉻、鐵三層膜結構中也發現了完全同樣的現象，即非常弱小的磁性變化就能導致磁性材料的電阻發生非常顯著的變化，巨磁電阻(GMR)效應是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在顯著變化的現象，因為這一成果，阿爾貝?費爾和彼得?格林貝格爾共同獲得了2007年諾貝爾物理學獎。

我們知道，計算機硬盤通常是磁性材料，磁頭在寫數據時改變硬盤表面磁性材料單元的極性以記錄0和1，在讀取數據的時候，需要探頭能夠識別表面單元的極性，當用巨磁電阻做的探頭從一個單元移到另一個單元的過程中，如果兩個單元表面極性相同，那么探頭表面的磁場強弱變化不大，于是探頭的電阻變化也不大；如果兩個單元表面極性相反，那么探頭表面的磁場強度經歷一個從大到小再到大的過程，于是探頭的電阻值會出現一個尖峰，只需要判斷有沒有這個尖峰出現就可以知道相鄰兩個單元的極性是否不同，再由某個已知極性的單元就可以推斷當前單元的極性，電阻隨磁場的變化越劇烈，探頭的分辨率就越高，于是會導致計算機硬盤容量越來越大。

巨磁電阻范文第2篇

關鍵詞：開關磁阻電動機（SRM）；高速運行；轉矩控制；斷續導通模式；連續導通模式

中圖分類號：TM352文獻標文獻標識碼：A文獻標DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2013.05.07

相比燃油汽車，電動汽車在行駛的最高速度方面相對較低，要提高電動汽車的行駛速度，就需要牽引電動機具備在高速期間的較大轉矩及功率輸出保障能力。在電動汽車牽引電動機領域，大多采用永磁同步電動機或者異步電動機牽引，尤其永磁同步電動機，以其高功率密度而受到廣泛采用，但該電動機高速運行時往往需要弱磁升速而降低了其牽引性能。而SRM以其優秀的啟動性能、低速大轉矩、寬調速范圍、堅固的結構和相對更低的成本，在交通工具領域越來越受到關注。但是按照傳統的低速電流斬波、中高速角度位置控制的調速控制模式，其在高速期間依然表現為類似交流電機弱磁調速的機械特性，即速度上升后轉矩能力下降非常明顯[1-7]。本文就針對高速運行期間轉矩的可控制問題展開討論，給出了一種SRM定子繞組連續導通模式下的轉矩控制方法，使高速期間牽引電動機的轉矩能保持在一個相對較高的值上，從而確保提高電動汽車最高行駛速度，無需改變功率變換器等結構設計，也無需調節供電直流電源電壓。文中以1.5 kW的SRM為例，進行了相應的仿真分析和試驗驗證。

1 SRM數學模型及控制特點

1.1 數學模型

由于SRM定轉子是雙凸極結構，電動機在運行時其定轉子極存在著顯著的邊緣效應和高度局部飽和而引起整個磁路的高度非線性，繞組電感既是轉子位置的函數，又是繞組電流的函數，而SRM調速控制系統的電磁轉矩又與電感直接相關。電感線性模型中定子繞組電感與轉子位置角的關系如圖1所示。

在定子極中心線與轉子槽中心線對齊位置（即坐標原點）氣隙大，此時電感為最小值Lmin，在定子極中心線與轉子極中心線對齊位置氣隙小，電感為最大值Lmax。τr表示極距，即轉子相鄰兩極之間的機械角度。

由電路基本定律可列出各相繞組回路的電壓平衡方程式，電動機第k相的電壓平衡方程式為

。

式中，Uk為第k相繞組相電壓，V；Rk為第k相繞組內阻Ω ；ik為第k相繞組相電流，A；為第k相磁鏈，Wb；Lk為第k相繞組自感，H；θ為定轉子之間位置角度（如圖1所示），（°）。

式（1）表明，電源電壓與三部分電壓降相平衡。其中，等式右端第1項為K相回路中電阻的壓降；第2項是由電流變化引起磁鏈變化而感應的電動勢，稱為變壓器電動勢；第3項是由轉子位置改變引起繞組中磁鏈變化而感應的電動勢，稱為運動電動勢。

在保持供電電壓不變的前提下，在電感的最低平行區域、上升區域、最高平行區域，會有不同的電流特性，其中的運動電動勢僅僅在電感的上升區域存在，在電感的最低平行區域，電感值最小，此時若保持式（1）平衡，則電流會上升很快。

1.2 運行特性與控制方式

如圖2所示，電動機在電源電壓作用和允許的最大磁鏈與最大電流條件下，有一個臨界轉速n1，它是電動機能得到最大轉矩的最高轉速。在這個轉速以下電動機呈現恒轉矩特性，在此轉速以上且n2以下則呈現恒功率特性，當電動機在超過n2運行時，由于可控條件已達極限，電動機呈現“串勵特性”的軟機械特性特點。在一般的工業應用領域，基本上電動機的規定最高轉速控制在n2以下。

在前兩個區域中，恒轉矩區采用電流斬波控制（CCC）、恒功率區采用角度位置控制（APC），這基本為業界公知。但是，針對電力牽引交通工具的應用，往往需要更大的速度范圍，也就是說，需要如圖2所示的自然特性區的調速控制方式，而自然特性區的運行特性不適合于交通工具牽引的更高速度的新要求，因為交通工具高速運行期間，速度越高所需的轉矩及功率輸出能力不能達到所需值的話，它就不能達到所需的運行速度值。因此，需要采用一定的控制措施以保障電動機的輸出轉矩增大到一定值，不至于像自然的“串勵特性”那樣轉矩遇高速就快速下降，或者根本不能升速到 n2以上[8-9]。

2 基于相繞組間電流連續導通模式的高速運 行轉矩控制

傳統的控制方式下，各相繞組電流波形如圖3所示，電動機各相繞組之間的電流波形沒有交集，相電流從0起始，然后降為0，之后下一相繞組的電流再從0開始。在每一相具備的180°可賦予正拖動轉矩的電角度范圍內，實際電流的導通角是小于180°的。當電動機速度上升時，功率變換器換流頻率增高，周期變短，磁鏈降低，反電動勢增加，進而相電壓飽和相電流被限制增加，輸出轉矩與功率不升反降。

連續導通模式恰恰相反。也就是說，在前一相繞組電流還未降到0時，后一相繞組電流已經開始建立，供電電源側的電流始終不會降到0，始終連續，總導通角明顯大于180°，此時每相繞組的開通角都要提前，在如圖1所示電感最小的區域開通，電流會迅速建立起一個比較大的期望值，每相磁鏈也增大，進而增強了轉矩和功率的輸出能力。不過，如何精確地得到所需的輸出值，是需要解決的問題[10-12]。

圖4所示為本文提出的連續導通模式的算法原理圖，相比斷續導通模式，增加了換相控制器和相電流調節器，以及利用一定算法生成的查詢表。

速度控制器采用分離PI調節，輸出期望轉矩，其中的查詢表，是根據實時速度信號、期望轉矩信號，基于線性插值法，利用仿真軟件離線計算出各種情況下（不同速度、不同給定有效相電流最大轉矩等）的導通角θp、開通角ψ、有效相電流參考值等。然后經由換相控制器輸出各相期望電流驅動信號，其中的導通角θp，考慮到繞組溫升、開關損耗等對電流乃至轉矩的影響，需要根據實際電流檢測值比較并生成新的導通角，過程中使用經典PI電流調節器補償這些影響，同時該電流內環也提供給系統電流保護之用。經過修正后的作為導通角度值輸入，能有效提高系統的準確性和穩定性。

3 仿真分析

電動機基本參數為：定子繞組為四相，定/轉子極數8/6，定/轉子極弧20°，額定功率1.5 kW，額定電壓24 VDC，額定轉速1 500 r/min；速度控制器的分離PI調節基本參數：Kp=0.139，Ki=0.690，速度調整周期1 ms；電流調節器的經典PI調節基本參數：Kp=0.11，Ki=10；電動機仿真時選定的給定速度值為2 500 r/min；各部采樣周期為 50 μs。

該仿真在0.4 s時啟動連續導通控制模式。圖5（a）顯示了速度的反應，速度控制器消除了負載的干擾并趨近于給定的速度值。圖5（b）顯示了斷續導通模式直接轉矩控制方式下的最大轉矩，以及連續導通模式下的期望轉矩。圖5（c）為開通角ψ的變化情況，這個值首先經由查詢表給出，并且根據運行點在線調整變化，為了適應連續導通模式，該角度提前。圖5（d）為導通角的變化，修正前后的導通角，兩個角度之間的差別源于仿真期間沒有模擬電磁損耗，事實上在優化導通角時應該用軟件離線計算出考慮了溫升能升高電阻值、開關損耗、鐵損耗的情況，否則如圖所示得出的導通角必然偏小。圖5（e）和（f）也明顯看出輸出轉矩和輸出電流得到了提高。

4 試驗研究

試驗系統的參量與仿真時相同，硬件上以TMS320F28335作為DSP控制器的主控，磁滯測功機做負載，光電傳感器檢測轉子位置與速度，霍爾電流傳感器檢測相繞組電流，轉矩儀測量電動機負載轉矩值，負載略超過額定。測功機自帶速度檢測器，電機啟動完成后，通過判斷測功機與電機共同速度值的變化自動調整測功機所給的負載轉矩。速度上升時測功機輸出轉矩也上升，速度下降時測功機輸出轉矩也下降，速度穩定時測功機的輸出也穩定。試驗結果如圖6所示。

試驗結果與仿真結果相比，除了試驗結果必然包含了一些噪聲之外，基本類似，但有兩處略有較大差別：第一，圖6（c）中，在0.7 s時，開通角達-80°，仿真結果則沒有，這是由于在轉入連續導通模式后的第2個相導通周期時對于速度有上升的需求，如圖5（a）和圖6（a）所示。這種結果也造成了速度值在隨后會有一定的超調，而仿真波形就沒有。第二，涉及圖5（d）和圖6（d）的巨大差別，這是由于在試驗（實際）中，一是為了克服溫度的升高導致增加的銅損、鐵損和實際中的開關管開關損耗等，二是查詢表的不精確性。因此，需要在線實時控制有效相電流值與期望值相等。

連續導通模式能在高速期間提供較大的轉矩和一定的過載功率，而電源電壓不變，通過限流措施也可控制電流在一定范圍內（本文實例為70 A）。相比同步或異步電動機要想達到此工況，則一般需要升高供電電壓值。

圖7所示為連續與斷續兩種導通控制模式下的電動機輸出轉矩與功率對比。若在1 500 r/min時轉入連續導通控制模式，其轉矩隨著轉速的提高下降幅度明顯減緩，而對應的輸出功率，則呈現出一定的止跌回升。雖然輸出功率已明顯超出其額定指標，但因其電壓、電流都在可控的限定值內，對電動機及其功率變換器并不會產生影響，反倒是提升了該電動機的力能指標。

試驗中選取一定數量的速度點，每個速度點分別測試讀取直流供電電源電壓、電流，以及電動機的穩定輸出轉矩值。這樣可得到各速度點的轉矩、輸入和輸出功率、效率值等。

但是，由于速度超過一定值后，速度越高，功率變換器開關頻率越高，開關損耗越大。同時因電動機各相繞組換相頻率提高，鐵損增加，以及銅損、風摩損耗等都隨著速度過高而或多或少地增加，致使其在高速下的效率指標并不理想（圖8）。相對傳統的斷續導通模式，效率值略有下降，這也是該控制方法下的一大缺點。但是，考慮到在交通工具領域，其高速運行時的時段和機會并不多，可以說實際中總的效率下降并不會明顯。尤其在中國，公路最高限速僅120 km/h，另外諸如城市輕軌、地下鐵道等站點多，啟動/制動時間長，高速運行時間短，所以本文所述連續導通轉矩控制方法還是非常具有實際意義的。

5 結論

本文提出了一種SRM高速時的轉矩控制方法。當運行在連續導通模式下時，引入一個調節控制環，通過查詢離線表調整導通角及開通角，進而調節相繞組電流。

提出的這種策略，通過仿真和試驗，結果證實了這種新的導通模式在高速時，得到轉矩和功率的增加。這增強了SRM與永磁同步電動機、異步電動機的競爭實力，擴展了SRM的峰值功率，尤其適用于短時間內高速運行，同時又需要較大功率和轉矩輸出的場合，增大了電動汽車等交通工具的最高運行速度值。

參考文獻（References）

LEE D H，Liang J，Ahn J W. A Simple Nonlinear Logical Torque Sharing Function for Low Torque Ripple SR Drive[J]. IEEE Trans. Ind. Electron，2009，56（8）： 30213028.

ECHENIQUE E，DIXON J，CARDENAS R，et al.

Sensorless Control for a Switched Reluctance Wind Gene-rator Based on Current Slopes and Neural Networks[J]. IEEE Trans. Ind. Electron，2009，56（3）：817825.

SCHOFIELD N，Long S A，HOWE D. et al. Design of a Switched Reluctance Machine for Extended Speed Operation[J]. IEEE Trans. Ind. Appl，2009，45（1）：116 122.

REKIK M，BESBES M，MARCHAND C，et al. High-Speed-Range Enhancement of Switched Reluctance Motor with Continuous Mode for Automotive Applications[J].Eur. Trans. Elect. Power，2008，18（7）：674693.

LIM H S，KRISHNAN R，LOBO N S. Design and Control of a Linear Propulsion System for an Elevator Using Linear Switched Reluctance Motor Drives[J]. IEEE Trans. Ind. Electron，2008，55（2）：534542.

CHANG H C，LIAW C M. Development of a compact Switched Reluctance Motor Drive for EV Propulsion with Voltage Boosting and PFC Charging Capabilities[J].IEEE Trans. Veh. Technol，2009，58（7）：31983215.

KRISHNAMURTHY P，LU W，KHORRAMI F，et al. Robust Force Control of an SRM-Based Electromechanical Brake and Experimental Results[J]. IEEE Trans. Control Syst. Technol，2009，17（6）：1306 1317.

昝小舒，陳昊.基于自抗擾控制的開關磁阻電機轉速閉環性能[J].電工技術學報，2012，27（7）：17-25.

Zan Xiaoshu，Chen Hao. Rotating Speed Closed Loop Study of Switched Reluctance Motor Based on Auto Disturbance Rejection Control[J].Transactions of China Electrotechnical Society，2012，27（7）：17-25. （in Chinese）

SCHOFIELD N，LONG S. Generator Operation of a Switched Reluctance Starter/Generator at Extended Speeds[J]. IEEE Trans. Veh. Technol，2009，58（1）： 4856.

HANNOUN H，HILAIRET M，MARCHAND C. Speed Control of a Switched Reluctance Machine in Continuous Conduction Mode[C]. Proc. IEEE ICEM，Vilamoura，Portugal，2008：1054-1060.

巨磁電阻范文第3篇

一、常見題型命題特點

1.體現時代感

試題具有很強的時代感，注意將人類面臨的與物理學有關的重大社會熱點問題，及隨時發生的與物理有關的重大事件等素材命制到試題中來，實現與生活、生產和科學研究相結合，從而讓試題充滿生活和時代氣息，意在引導學生關注生產、生活、和社會中的各類科學問題，提高自己的科學素養，反映出“從生活走向物理，從物理走向生活”的新課程理念，體現出物理教學與科學、技術、社會等問題的廣泛聯系.

2.材料新穎靈活

試題中多涉及科學新發現、研究新成果、新材料的發現與應用等等方面內容，注重創設物理情景，而該情景往往是學生未接觸過，不熟悉的知識，這樣能真正考察學生能力.

3.表現形式多樣

借助文字、圖片、圖象、表格等多種形式提供信息，考察學生獲取和處理信息的能力.

這類試題重在對學生進行探究能力和物理研究方法的考查，起點高，落點低，看似難度較大，但其包含的物理問題并不多難，解決的關鍵是需要細心閱讀審題，要學會對所學知識或方法的遷移，透過現象看本質，篩選提取有價值的信息，努力找到知識的“落點”，從而準確分析出蘊含的物理問題和規律，得出正確的答案.

二、中考題實例分析

例1（2009年湖南省婁底市）

今年5月婁底全面開通了3G手機通信業務.你知道到底什么是3G通信嗎？所謂3G，其實它的全稱是3rdGeneration，中文含義就是指第三代數字通信.第三代與前兩代的主要區別在于：傳輸聲音和數據的速度上的提升，它能夠處理圖象、音樂、視頻流等多種媒體形式.表1為某3G手機LGKT878的主要參數：

表1

手機類型主屏參數電池規格攝像頭像素通話時電流

3G手機

智能手機

拍照手機3.0英寸

480×800

像素3.7伏

1300毫安

時鋰電池500萬像素400 mA

該手機通話5min，消耗的電能是 J.

解析：信息技術的高速發展改變了我們的生活，3G手機就是一種典型代表，3G手機通信是新開通的業務，試題介紹某3G手機的主要參數，要求它消耗的電能，數據眾多，要仔細比較、綜合分析，從表格中挖掘出有用的數據信息，選擇恰當方法求解.表格中標出電池電壓為3.7 V，通話時電流400 mA，手機通話時間5 min，利用題文信息分析至此，列公式計算.

W =Pt = UIt =3.7 V×0.4 A×5×60 s=444 J

例2（2010年浙江省金華市）

人類正面臨能源危機，為選用節能交通信號燈的燈源，實驗室通過實驗發現，表2中的LED燈和白熾燈在正常工作時光照強度相同.有關數據如表2.

表2

兩種燈LED燈白熾燈

發光原理二極管發光鎢絲高溫發光

額定電壓24伏220伏

響應時間10-9秒10-3秒

額定功率12瓦100瓦

請根據以上材料說明下列的說法錯誤的是 （ ）

（A） 在光照強度相同的情況下，LED燈不必要達到很高的溫度就能發光，電能基本上不轉化成內能，幾乎全部轉化光能，因而發光效率高

（B） LED燈的額定電壓低，人直接接觸不會觸電

（C） LED燈響應時間短，也就是從開始發光到正常發光所用的時間短

（D） LED燈額定功率小，消耗的電能肯定比白熾燈少

解析：隨著科技創新，傳統的紅綠交通信號燈逐漸被發光二極管（LED）燈所替代.分析閱讀題目中的文字和表格可以發現，一只LED燈發光亮度和一只白熾燈發光亮度相當，LED燈和白熾燈相比有明顯的優點：在光照強度相同的情況下，LED燈不必要達到很高的溫度就能發光，電能基本上不轉化成內能，幾乎全部轉化光能，發光效率高；LED燈的額定電壓低，人直接接觸不會觸電；LED燈響應時間短，也就是從開始發光到正常發光所用的時間短；LED燈雖然額定功率小，但消耗的電能不一定比白熾燈少，因為消耗的電能與功率和通電時間有關，（D）的說法是錯誤的.

圖1

例3（2010年江蘇省淮安市）

如圖1所示，是演示巨磁電阻（GMR）特性的原理示意圖.開關S1、S2閉合時，向左稍微移動滑動變阻器的滑片P，指示燈的亮度明顯變亮.

（1）滑動變阻器的滑片向左移動，流過電磁鐵線圈的電流 （選填“增大”或“減小”），電磁鐵周圍的磁場 （選填“增強”、“減弱”或“不變”）

（2）指示燈的亮度明顯變亮，表明電路中GMR的阻值顯著 （選填“增大”或“減小”），引起GMR阻值變化的原因是 .

解析：當閉合S1、S2后，在使滑片P向左滑動過程中，滑動變阻器連入電路的電阻變小，電路中電流變大，電磁鐵的磁性要增強；而指示燈明顯變亮，表明該電路中電流迅速變大，連入電路的巨磁電阻的阻值迅速變小，即它隨磁場的增強而明顯減小.

答案：

（1）增大，增強

（2）減小，GMR阻值會隨著它周圍的磁場增強而減小

例4（2010年江蘇省鹽城市）

閱讀短文，回答問題：

巨磁電阻效應

圖2

1988年阿爾貝?費爾和彼得?格林貝格爾發現，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，這種現象被命名為“巨磁電阻效應”.

更多的實驗發現，并非任意兩種不同種金屬相間的三層膜都具有“巨磁電阻效應”.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”.

圖3

進一步研究表明，“巨磁電阻效應”只發生在膜層的厚度為特定值時.用R0表示未加磁場時的電阻，R表示加入磁場后的電阻，科學家測得鐵、鉻組成的復合膜R與R0之比與膜層厚度d（三層膜厚度均相同）的關系如圖3所示.

1994年IBM公司根據“巨磁電阻效應”原理，研制出“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.

（1）以下兩種金屬組成的三層復合膜可能發生“巨磁電阻效應”的是 .

（A） 銅、銀 （B） 鐵、銅 （C） 銅、鋁 （D） 鐵、鎳

（2）對鐵、鉻組成的復合膜，當膜層厚度是1.7 nm時，這種復合膜電阻 （選填“具有”或“不具有”）“巨磁電阻效應”.

（3）“新型讀出磁頭”可將微弱的 信息轉化為電信息.

（4）鐵、鉻組成的復合膜，發生“巨磁電阻效應”時，其電阻R比未加磁場時的電阻R0 （選填“大”或“小”）得多.

圖4

（5）圖4是硬盤某區域磁記錄的分布情況，其中1表示有磁區域，0表示無磁區域.將“新型讀出磁頭”組成如圖4所示電路，當磁頭從左向右勻速經過該區域過程中，電流表讀數變化情況應是圖5中的 .

圖5

解析：本題是一道綜合分析題，考查學生閱讀審題獲取信息、分析判斷推理能力，同時也考查學生的物理素養.通過閱讀短文和對題中圖表分析知，四組兩種金屬組成的三層復合膜中， B組中鐵易被磁化，銅不易被磁化，有可能發生“巨磁電阻效應”；其他三組金屬中要則均易被磁化，要則均不易被磁化，不可能產生“巨磁電阻效應”.對鐵、鉻組成的復合膜，當膜層厚度是1.7 nm時，觀察題中圖表，R與R0之比的值較小，表明在R加入磁場后的電阻變得較小，這種復合膜電阻具有“巨磁電阻效應”.研制出的“新型讀出磁頭”可將微弱的磁信息轉化為電信息.在有磁區域，此時復合膜電阻變得較小，通過的電流就變大；在無磁區域，復合膜電阻阻值大，通過的電流就變小，因此電流表讀數變化情況應是（B）.正確答案為：（1）（B） （2）具有 （3）磁 （4）小 （5）（B）.

例5（2012年浙江省麗水市）

世界首臺220千伏超導限流器已于2011年在我國電網中并網運行，這是我國超導產業在電網行業應用的重大突破.超導限流器能有效限制電網的短路電流（電路能夠承受的最大電流，用I1表示）、減少短路電流對電網設備的損壞、維護國家電網的穩定.如圖6甲是它接入電網后的電路圖，圖6乙是它的電阻R隨電流I的變化關系.

圖6

（1）當電路正常工作時，超導限流器的電阻為 歐，對電路沒有影響.

（2）根據圖乙分析可知，當電網在某處發生短路，電流達到I1時，超導限流器 ，保證電流穩定在正常范圍，從而使電網保持在穩定狀態.

解析：超導限流器是一種有效的短路電流限制裝置，在發生短路故障時，能夠迅速將短路電流限制到可接受的水平，從

而避免電網中大的短路電流對電網和電氣設備的安全穩定運

行構成重大危害，可以大大提高電網的穩定性，改善供電的可靠性和安全性.

（1）在電路正常時，超導限流器的電阻為零，對電路沒有影響；

（2）由圖線知，當電網在某處發生短路，電流達到I1時，超導限流器電阻瞬間增大到R0，保證電流穩定在正常范圍，從而使電網保持在穩定狀態.

答案：

（1）0

（2）電阻瞬間增大到R0.

巨磁電阻范文第4篇

關鍵詞：自主――互助；復習課；任務分配；匯報展示；評價

作者簡介：李紅（1985-），女，大學本科，哈爾濱師范大學2014級在職研究生，研究方向：中學物理教育教學.在先后學習“洋思”、“杜郎口”先進教育教學理念后，我校結合實際也在積極探索符合課改要求，適合我校實際情況的教學模式.通過一段時間的大膽嘗試與探索，“自主――互助”教學模式應運而生，而通過對“自主――互助”教學模式不斷的探索與應用，使我的課堂教學發生了很大的轉變.課堂以“立體式、大容量、快節奏”為出發點，充滿了生機和活力，取得了一定的成績，更積累了寶貴的經驗.

以往的物理的章節復習課，通常以教師為主導，教師先領著學生進行知識穿線，幫助學生構建知識網絡，然后再輔以習題的訓練，重點、難點題型的專項訓練.學生被動的接受知識的梳理，學習主動性差，積極性不高，課堂容量小，效率低.按照新課堂模式進行復習，效果有所提高.

現在我所任課班級的復習課，學生按照“分配任務―小組準備―匯報展示”這一程序進行學習，教師有目的的點撥、剖析，采用“分配任務講解”的方式進行復習課的講解，這種復習方式能夠充分調動學生學習積極性，讓學生的個性特點得以展示，也鍛煉了學生知識梳理、語言組織與表達等能力.此復習方法加大了課堂的教學容量，使得復習課更有活力，但同時也存在一些問題.

下面淺談一下“自主――互助”教學模式在物理復習課上的幾個問題.

一、任務分配難均衡

這種復習方法要求教師在課前就布置好學生要復習的內容，將復習任務分配下去.但任務的分配很難均衡.比如說，復習光這一章時，這章共有5節，教師要求班級所有小組的這5節的基礎知識都要復習到位，而每個小組有六位成員，如果每位成員5節都要詳細復習完（包括基礎概念，規律應用，典型習題，重點習題，難度稍大的習題，沒解決的習題）所用的時間是很長的，會影響其他科目的學習.但要是分工復習，每位成員只復習一到兩節，又會有復習不到位的知識.針對這個問題，我根據小組成員的成績情況給他們分了工，成績在本組靠后的兩位成員只復習基礎知識，中等成績的成員負責基礎題的收集與講解，組長與副組長負責收集重點習題和典型習題，全組成員沒解決的習題匯總到一個習題本上.這種方法只是解決了一部分問題，在實施的過程中還有一些其他問題出現：如基礎知識整理的不全面，習題收集的不典型等，還有的學生參與程度不夠等.

二、匯報順暢無亮點

學生預習充分，當然在展示時有話可說，但往往就基礎知識來說，講解一直很順暢，既遇不到什么困難，也沒有什么亮點.他們在收集基礎知識時，往往把學過的基礎知識（基礎概念，公式，單位等）機械的重復一遍，學生收獲往往不大.這樣的復習課很多問題沒有被發現，成為“暗礁”.考慮到這種情況，課堂學習應該采用“問題集中營”式講解.學生一學就會的不再匯報講解，而是把這些知識改為檢測性問題.對于那些學生認為有疑惑、難度大的問題，進行重點講解，或者讓學生有了充分的準備之后，進行放大講解.這樣學生在講解、解疑、答疑、反思的過程中，就會加深對問題的認識.

三、評價實效性不強

為了讓學生在課堂上保持較高的學習熱情，教師應該重視課堂評價.過去我們常常采用個人加分式和小組加分的評價方式，經常采用的評價方式還有“加分式”、“插花式”、“插紅旗”等.此外我也非常重視語言的魅力，時常用較新穎、比較有激勵性的語言表揚學生，但一段時間后發現學生的積極性有所下降，無論你用什么激勵方式都很難激發他們的學習熱情.如何讓學生保持長久的激情去學習，這個困難一直困_著我.

教學過程中，復習課起著舉足輕重的作用，一堂好的復習課，既可以幫助學生梳理一個階段的知識體系，又可以發現學習中存在的問題，使知識升華到另一個高度；因此，無論復習課面臨著多少難題，我們都應該去鉆研，發現問題并努力解決問題.

淺析中考電阻的考點

江西省信豐縣大塘中學341600曾龍生

摘要：中學物理通過物理現象引入物理概念，從而研究物理規律，通過“物”喻出“理”的實質，通過“物”展現“理”的內含，物理的內因是感性認知，去除粗糙取精華，去除表面展現本質.電阻問題是初中物理教學的重點，，也是教學中的難點之一，幾乎是中考必考的內容，本文例舉幾例作簡要剖析.

關鍵詞：歐姆定律；電路；串并聯

作者簡介：曾龍生（1982-），男，大學本科，中學一級教師.一、考查對電磁鐵特點的認識和歐姆定律的應用

例1（2015年廣東廣州）巨磁電阻（GMR）在磁場中，電阻會隨著磁場的增大而急劇減小，用GMR組成的電路圖如圖1所示，S斷開，A2有示數，電源電壓恒定.則

A.S閉合時，A2示數減小

B.S閉合時，A2示數不變

C.A1示數減小時，A2示數不變

D.A1示數增大時，A2示數增大

解析（1）影響電磁鐵磁性的因素有線圈匝數的多少、電流的大小以及是否插入鐵芯.（2）當S閉合后，移動滑動變阻器的滑片，電路中電阻變化，根據歐姆定律判斷電流變化，從而可知電磁鐵磁性強弱變化；由巨磁電阻（GMR）會隨著磁場的增大而急劇減小，判斷GMR的電阻變化，得到A2示數變化情況.

S閉合后，左側電磁鐵電路連通，電磁鐵中產生磁性，巨磁電阻電阻減小，所以右側電路中電流增大，即A2示數變大.故A、B錯誤；

S閉合后，當滑動變阻器的滑片左滑，變阻器連入阻值變小，電源電壓恒定，由I=U/R可知，左側電路電流增大，A1示數變大；左側電路電流大，電磁鐵中磁性增強，巨磁電阻電阻減小，所以右側電路中電流增大，即A2示數變大.故D正確；反之滑片右滑，電阻增大，左側電路電流減小，即A1示數變小，電磁鐵中磁性減弱，巨磁電阻電阻增大，所以右側電路中電流減小，即A2示數減小.故C錯誤.

答案D

點撥本題關鍵用好巨磁電阻（GMR）在磁場中，電阻會隨著磁場的增大而急劇減小.

二、考查電路的動態分析

例2（2015江蘇鎮江）為響應國家嚴禁在公共場所吸煙的規定，某同學設計了一種煙霧報警裝置，其原理電路如圖2所示，R0為定值電阻，R為光敏電阻，其阻值隨光照強度的減弱而增大.當電流表示數減小至某一值時，裝置報警.S閉合后，當有煙霧遮擋射向R的激光時

A.R0兩端電壓增大

B.電路消耗的總功率增大

C.電壓表與電流表的示數之比增大

D.增大R0的阻值，可使裝置在更高濃度煙霧下才報警

解析由電路圖可知，R與R0串聯，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流.

首先，根據光敏電阻與煙霧濃度的關系可知有煙霧遮擋射向R的激光時其阻值的變化，根據歐姆定律可知電路中電流的變化和R0兩端電壓的變化，根據P=UI可知電路消耗總功率的變化，再根據歐姆定律結合R的阻值判斷電表示數比值的變化.

因光敏電阻R的阻值隨光照強度的減弱而增大，所以當有煙霧遮擋射向R的激光時，R的阻值變大，電路中的總電阻變大.由I=U/R可知，電路中的電流減小，R0兩端電壓減小，可使裝置在更低濃度煙霧下報警，故A、D錯誤；由P=UI可知，電路消耗的總功率減小，故B錯誤；電壓表與電流表的示數之比等于R的阻值，則電壓表與電流表的示數之比增大，故C正確.

答案C

三、考查串聯電路的特點和歐姆定律、電能公式的應用

例3（2015江蘇鹽城）創建生態文明城市需要我們共同關注環境.我市某興趣小組為了檢測空氣質量指數，設計了如圖3甲所示的檢測電路，R為氣敏電阻，其電阻的倒數與空氣質量指數的關系如圖乙所示，己知電源電壓12V保持不變.R0=5Ω，當電壓表示數為4V時，求：

（1）通過R的電流：

（2）2 min內R0消耗的能；

（3）此時空氣質量指數.

解析（1）根據串聯電路的電流規律，由I=U/R計算通過R的電流.由圖甲可知，R0和R串聯，電壓表測R0兩端的電壓，所以IR=I0=U0/R0=08A；

（2）根據W=UIt計算2 min內R0消耗的電能：W0=U0I0t=384J；

（3）計算R的阻值得到1/R的大小，由圖象可得空氣質量指數.

UR=U-U0=12V-4V=8V，所以R=UR/IR=8 V/08A=10Ω，所以1/R=01Ω-1，由圖象乙可知，此時空氣質量指數為25.

答案（1）通過R的電流為08A；（2）2 min內R0消耗的電能為384J；（3）此時空氣質量指數為25.

點撥能熟練運用公式，還要能從圖象中找出有用信息.

參考文獻：

巨磁電阻范文第5篇

論文摘要：介紹了納米磁性材料的用途,闡述了納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結構材料三大類納米磁性材料的研究和應用現狀。

1引言

磁性材料一直是國民經濟、國防工業的重要支柱與基礎，廣泛地應用于電信、自動控制、通訊、家用電器等領域，在微機、大型計算機中的應用具有重要地位。信息化發展的總趨勢是向小、輕、薄以及多功能方向進展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向發展。納米磁性材料是指材料尺寸限度在納米級，通常在1～100nm的準零維超細微粉，一維超薄膜或二維超細纖維（絲）或由它們組成的固態或液態磁性材料。當傳統固體材料經過科技手段被細化到納米級時，其表面和量子隧道等效應引發的結構和能態的變化，產生了許多獨特的光、電、磁、力學等物理化學特能，有著極高的活性，潛在極大的原能能量，這就是“量變到質變”。

納米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效應、超順磁性、宏觀量子隧道效應、磁有序顆粒的小尺寸效應、特異的表觀磁性等。

2納米磁性材料的研究概況

納米磁性材料根據其結構特征可以分為納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結構材料三大類。

2.1納米顆粒型

磁存儲介質材料：近年來隨著信息量飛速增加，要求記錄介質材料高性能化，特別是記錄高密度化。高記錄密度的記錄介質材料與超微粒有密切的關系。若以超微粒作記錄單元，可使記錄密度大大提高。納米磁性微粒由于尺寸小，具有單磁疇結構，矯頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質量。

納米磁記錄介質：如合金磁粉的尺寸在80nm，鋇鐵氧體磁粉的尺寸在40nm，今后進一步提高密度向“量子磁盤”化發展，利用磁納米線的存儲特性，記錄密度達400Gbit/in2，相當于每平方英寸可存儲20萬部紅樓夢小說。

磁性液體：它是由超順磁性的納米微粒包覆了表面活性劑，然后彌漫在基液中而構成。利用磁性液體可以被磁場控制的特性，用環狀永磁體在旋轉軸密封部件產生一環狀的磁場分布，從而可將磁性液體約束在磁場之中而形成磁性液體的“O”形環，且沒有磨損，可以做到長壽命的動態密封。這也是磁性液體較早、較廣泛的應用之一。此外，在電子計算機中為防止塵埃進入硬盤中損壞磁頭與磁盤，在轉軸處也已普遍采用磁性液體的防塵密封。磁性液體還有其他許多用途，如儀器儀表中的阻尼器、無聲快速的磁印刷、磁性液體發電機、醫療中的造影劑等等。

納米磁性藥物：磁性治療技術在國內外的研究領域在拓寬，如治療癌癥，用納米的金屬性磁粉液體注射進人體病變的部位，并用磁體固定在病灶的細胞附近，再用微波輻射金屬加熱法升到一定的溫度，能有效地殺死癌細胞。另外，還可以用磁粉包裹藥物，用磁體固定在病灶附近，這樣能加強藥物治療作用。

電波吸收（隱身）材料：納米粒子對紅外和電磁波有吸收隱身作用。由于納米微粒尺寸遠小于紅外及雷達波波長，因此納米微粒材料對這種波的透過率比常規材料要強得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號變得很微弱，從而達到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規粗粉大3-4個數量級，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規材料大得多，這就使得紅外探測器及雷達得到的反射信號強度大大降低，因此很難發現被探測目標，起到了隱身作用。

2.2納米微晶型

納米微晶稀土永磁材料：稀土釹鐵硼磁體的發展突飛猛進，磁體磁性能也在不斷提高，目前燒結釹鐵硼磁體的磁能積達到50MGOe，接近理論值64MGOe，并已進入規模生產。為進一步改善磁性能，目前已經用速凝薄片合金的生產工藝，一般的快淬磁粉晶粒尺寸為20-50nm，如作為粘結釹鐵硼永磁原材料的快淬磁粉。為克服釹鐵硼磁體低的居里溫度，易氧化和比鐵氧體高的成本價格等缺點，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如釤鐵氮、釹鐵氮等化合物。另一方面，開發研制復合稀土永磁材料，將軟磁相與永磁相在納米尺寸內進行復合，就可獲得高飽和磁化強度和高矯頑力的新型永磁材料。

納米微晶稀土軟磁材料：在1988年，首先發現在鐵基非晶的基體中加入少量的銅和稀土，經適當溫度晶化退火后，獲得一種性能優異的具有超細晶粒（直徑約10nm）軟磁合金，后被稱為納米晶軟磁合金。納米晶磁性材料可開發成各種各樣的磁性器，應用于電力電子技術領域，用作電流互感器、開關電源變壓器、濾波器、漏電保護器、互感器及傳感器等，可取得令人滿意的經濟效益。

2.3磁微電子結構材料

巨磁電阻材料：將納米晶的金屬軟磁顆粒彌散鑲嵌在高電阻非磁性材料中，構成兩相組織的納米顆粒薄膜，這種薄膜最大特點是電阻率高，稱為巨磁電阻效應材料，在100MHz以上的超高頻段顯示出優良的軟磁特性。由于巨磁電阻效應大，可便器件小型化、廉價，可作成各種傳感器件，例如，測量位移、角度，數控機床、汽車測速，旋轉編碼器，微弱磁場探測器（SQUIDS）等

磁性薄膜變壓器：個人電腦和手機的小型化，必須采用高頻開關電源，并且工作頻率越來越高，逐步提高到1～2MHz或更高。要想使高頻開關電源進一步向輕薄小方向發展，立體的三維結構鐵芯已經不能滿足要求，只有向低維的平面結構發展，才能使高度更薄、長度更短、體積更小。對于10～25W小功率開關電源，將采用印刷鐵芯和磁性薄膜鐵芯。幾個微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三維立體結構，而是二維平面結構，其物理特性也與原來的立體結構不同，可以獲得前所未有的高性能和綜合性能。

磁光存儲器：當前只讀和一次刻錄式的光盤已經廣泛應用，但是可重復寫、擦的光盤還沒有產業化生產。最具有發展前途的是磁性材料介質的磁光存儲器，其可以像磁盤一樣反復多次地重復記錄。目前大量使用的軟磁盤，由于材料介質和記錄磁頭的局限性，其存儲密度已經達到極限；另外其已經不能滿足信息技術的發展要求，無法在一張盤上存儲更多的圖象和數據。采用磁光盤存儲，就能在一張盤上記錄數千兆字節到數十千兆字節的容量，并且能反復地擦寫使用。

3展望

納米技術是本世紀前20年的主導技術,納米材料是納米技術的核心,是21世紀最有前途的材料,也是納米技術的應用基礎之一。納米科技的發展給傳統磁性產業帶來了跨越式發展的重大機遇和挑戰,納米級磁性材料的開發和研究是磁性材料發展的一個必然方向,但同時也應重視用納米技術改造傳統產業和對現有材料進行納米改性方面的研究,以全面提高企業的技術水平和競爭能力,在世界民族之林樹立中華民族的大旗。

參考文獻

［1］?@王瑞金.磁流體技術的應用與發展［J］.新技術新工藝,2001,(10):15-18.

［2］?@許改霞，王平，李蓉等.納米傳感技術及其在生物醫學中的應用［J］.國外醫學生物工程分冊，2002，25（2）：49-54.