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巨磁電阻范文第1篇

巨磁電阻效應(yīng)

1988年阿爾貝?費(fèi)爾和彼得?格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，在鐵、鉻相間的三層復(fù)合膜電阻中，微弱的磁場(chǎng)可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，這種現(xiàn)象被命名為“巨磁電阻效應(yīng)”。

更多的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，并非任意兩種不同金屬相問(wèn)的三層膜都具有“巨磁電阻效應(yīng)”，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(chǎn)生“巨磁電阻效應(yīng)”。

進(jìn)一步研究表明，“巨磁電阻效應(yīng)”只發(fā)生在膜層的厚度為特定值時(shí)，用R0表示未加磁場(chǎng)時(shí)的電阻，R表示加入磁場(chǎng)后的電阻，科學(xué)家測(cè)得鐵、鉻組成的復(fù)合膜R與R0之比與膜層厚度d(三層膜厚度均相同)的關(guān)系如乙圖所示。

1994年IBM公司根據(jù)“巨磁電阻效應(yīng)”原理，研制出“新型讀出磁頭”，將磁場(chǎng)對(duì)復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)換成電流的變化來(lái)讀取信息，

(1)以下兩種金屬組成的三層復(fù)合膜可能發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”的是(　)。

A.銅、銀　B.鐵、銅　C.銅、鋁　D.鐵、鎳

(2)對(duì)鐵、鉻組成的復(fù)合膜。當(dāng)膜層厚度是1.7nm時(shí)，這種復(fù)合膜電阻　(選填“具有”或“不具有”)“巨磁電阻效應(yīng)”。

(3)“新型讀出磁頭”可將微弱的

信息轉(zhuǎn)化為電信息。

(4)鐵、鉻組成的復(fù)合膜，發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時(shí)。其電阻R比未加磁場(chǎng)時(shí)的電阻R0_________(選填“大”或“小”)得多。

(5)丙圖是硬盤某區(qū)域磁記錄的分布情況，其中1表示有磁區(qū)域，0表示無(wú)磁區(qū)域，將“新型讀出磁頭”組成如圖所示電路，當(dāng)磁頭從左向右勻速經(jīng)過(guò)該區(qū)域過(guò)程中，電流表讀數(shù)變化情況應(yīng)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(yīng)方面的知識(shí)主要有：巨磁阻材料、效應(yīng)以及巨磁阻技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬盤上的應(yīng)用，對(duì)(1)―(4)問(wèn)的考查，要求同學(xué)們通過(guò)閱讀短文和對(duì)題中的圖像圖表的分析來(lái)獲取信息。從而進(jìn)行正確的分析判斷推理，其中最為關(guān)鍵的是要能夠看懂乙圖，在發(fā)生巨磁阻效應(yīng)時(shí)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(shù)值約高10余倍，第(5)問(wèn)設(shè)計(jì)比較新穎，有明顯的區(qū)分度，要求同學(xué)們能夠分析出：區(qū)域1――有磁――電阻小、電流大；區(qū)域0――無(wú)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(duì)同學(xué)們閱讀材料的能力、分析圖像圖表的能力等基礎(chǔ)知識(shí)和技能的考查。更重要的是讓同學(xué)們了解巨磁阻技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬盤等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。認(rèn)識(shí)到像巨磁阻效應(yīng)這些科學(xué)技術(shù)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(yīng)用呢?

事實(shí)上。磁性金屬和合金一般都有磁電阻現(xiàn)象，所謂磁電阻實(shí)際是指在一定磁場(chǎng)下電阻會(huì)發(fā)生改變的現(xiàn)象1988年。法國(guó)科學(xué)家阿爾貝?費(fèi)爾在鐵、鉻相間的多層膜電阻中發(fā)現(xiàn)。微弱的磁場(chǎng)變化可以導(dǎo)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(gè)月，德國(guó)科學(xué)家彼得?格林貝格爾教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在具有層間反平行磁化的鐵、鉻、鐵三層膜結(jié)構(gòu)中也發(fā)現(xiàn)了完全同樣的現(xiàn)象，即非常弱小的磁性變化就能導(dǎo)致磁性材料的電阻發(fā)生非常顯著的變化，巨磁電阻(GMR)效應(yīng)是指磁性材料的電阻率在有外磁場(chǎng)作用時(shí)較之無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)存在顯著變化的現(xiàn)象，因?yàn)檫@一成果，阿爾貝?費(fèi)爾和彼得?格林貝格爾共同獲得了2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

我們知道，計(jì)算機(jī)硬盤通常是磁性材料，磁頭在寫數(shù)據(jù)時(shí)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(shù)據(jù)的時(shí)候，需要探頭能夠識(shí)別表面單元的極性，當(dāng)用巨磁電阻做的探頭從一個(gè)單元移到另一個(gè)單元的過(guò)程中，如果兩個(gè)單元表面極性相同，那么探頭表面的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化不大，于是探頭的電阻變化也不大；如果兩個(gè)單元表面極性相反，那么探頭表面的磁場(chǎng)強(qiáng)度經(jīng)歷一個(gè)從大到小再到大的過(guò)程，于是探頭的電阻值會(huì)出現(xiàn)一個(gè)尖峰，只需要判斷有沒(méi)有這個(gè)尖峰出現(xiàn)就可以知道相鄰兩個(gè)單元的極性是否不同，再由某個(gè)已知極性的單元就可以推斷當(dāng)前單元的極性，電阻隨磁場(chǎng)的變化越劇烈，探頭的分辨率就越高，于是會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬盤容量越來(lái)越大。

巨磁電阻范文第2篇

關(guān)鍵詞：開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（SRM）；高速運(yùn)行；轉(zhuǎn)矩控制；斷續(xù)導(dǎo)通模式；連續(xù)導(dǎo)通模式

中圖分類號(hào)：TM352文獻(xiàn)標(biāo)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文獻(xiàn)標(biāo)DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2013.05.07

相比燃油汽車，電動(dòng)汽車在行駛的最高速度方面相對(duì)較低，要提高電動(dòng)汽車的行駛速度，就需要牽引電動(dòng)機(jī)具備在高速期間的較大轉(zhuǎn)矩及功率輸出保障能力。在電動(dòng)汽車牽引電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，大多采用永磁同步電動(dòng)機(jī)或者異步電動(dòng)機(jī)牽引，尤其永磁同步電動(dòng)機(jī)，以其高功率密度而受到廣泛采用，但該電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)往往需要弱磁升速而降低了其牽引性能。而SRM以其優(yōu)秀的啟動(dòng)性能、低速大轉(zhuǎn)矩、寬調(diào)速范圍、堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和相對(duì)更低的成本，在交通工具領(lǐng)域越來(lái)越受到關(guān)注。但是按照傳統(tǒng)的低速電流斬波、中高速角度位置控制的調(diào)速控制模式，其在高速期間依然表現(xiàn)為類似交流電機(jī)弱磁調(diào)速的機(jī)械特性，即速度上升后轉(zhuǎn)矩能力下降非常明顯[1-7]。本文就針對(duì)高速運(yùn)行期間轉(zhuǎn)矩的可控制問(wèn)題展開討論，給出了一種SRM定子繞組連續(xù)導(dǎo)通模式下的轉(zhuǎn)矩控制方法，使高速期間牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩能保持在一個(gè)相對(duì)較高的值上，從而確保提高電動(dòng)汽車最高行駛速度，無(wú)需改變功率變換器等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也無(wú)需調(diào)節(jié)供電直流電源電壓。文中以1.5 kW的SRM為例，進(jìn)行了相應(yīng)的仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證。

1 SRM數(shù)學(xué)模型及控制特點(diǎn)

1.1 數(shù)學(xué)模型

由于SRM定轉(zhuǎn)子是雙凸極結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)其定轉(zhuǎn)子極存在著顯著的邊緣效應(yīng)和高度局部飽和而引起整個(gè)磁路的高度非線性，繞組電感既是轉(zhuǎn)子位置的函數(shù)，又是繞組電流的函數(shù)，而SRM調(diào)速控制系統(tǒng)的電磁轉(zhuǎn)矩又與電感直接相關(guān)。電感線性模型中定子繞組電感與轉(zhuǎn)子位置角的關(guān)系如圖1所示。

在定子極中心線與轉(zhuǎn)子槽中心線對(duì)齊位置（即坐標(biāo)原點(diǎn)）氣隙大，此時(shí)電感為最小值Lmin，在定子極中心線與轉(zhuǎn)子極中心線對(duì)齊位置氣隙小，電感為最大值Lmax。τr表示極距，即轉(zhuǎn)子相鄰兩極之間的機(jī)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(dòng)機(jī)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(nèi)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(zhuǎn)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(xiàng)為K相回路中電阻的壓降；第2項(xiàng)是由電流變化引起磁鏈變化而感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，稱為變壓器電動(dòng)勢(shì)；第3項(xiàng)是由轉(zhuǎn)子位置改變引起繞組中磁鏈變化而感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，稱為運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)。

在保持供電電壓不變的前提下，在電感的最低平行區(qū)域、上升區(qū)域、最高平行區(qū)域，會(huì)有不同的電流特性，其中的運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢(shì)僅僅在電感的上升區(qū)域存在，在電感的最低平行區(qū)域，電感值最小，此時(shí)若保持式（1）平衡，則電流會(huì)上升很快。

1.2 運(yùn)行特性與控制方式

如圖2所示，電動(dòng)機(jī)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(gè)臨界轉(zhuǎn)速n1，它是電動(dòng)機(jī)能得到最大轉(zhuǎn)矩的最高轉(zhuǎn)速。在這個(gè)轉(zhuǎn)速以下電動(dòng)機(jī)呈現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩特性，在此轉(zhuǎn)速以上且n2以下則呈現(xiàn)恒功率特性，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在超過(guò)n2運(yùn)行時(shí)，由于可控條件已達(dá)極限，電動(dòng)機(jī)呈現(xiàn)“串勵(lì)特性”的軟機(jī)械特性特點(diǎn)。在一般的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，基本上電動(dòng)機(jī)的規(guī)定最高轉(zhuǎn)速控制在n2以下。

在前兩個(gè)區(qū)域中，恒轉(zhuǎn)矩區(qū)采用電流斬波控制（CCC）、恒功率區(qū)采用角度位置控制（APC），這基本為業(yè)界公知。但是，針對(duì)電力牽引交通工具的應(yīng)用，往往需要更大的速度范圍，也就是說(shuō)，需要如圖2所示的自然特性區(qū)的調(diào)速控制方式，而自然特性區(qū)的運(yùn)行特性不適合于交通工具牽引的更高速度的新要求，因?yàn)榻煌üぞ吒咚龠\(yùn)行期間，速度越高所需的轉(zhuǎn)矩及功率輸出能力不能達(dá)到所需值的話，它就不能達(dá)到所需的運(yùn)行速度值。因此，需要采用一定的控制措施以保障電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大到一定值，不至于像自然的“串勵(lì)特性”那樣轉(zhuǎn)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(xù)導(dǎo)通模式的高速運(yùn) 行轉(zhuǎn)矩控制

傳統(tǒng)的控制方式下，各相繞組電流波形如圖3所示，電動(dòng)機(jī)各相繞組之間的電流波形沒(méi)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?gòu)?開始。在每一相具備的180°可賦予正拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩的電角度范圍內(nèi)，實(shí)際電流的導(dǎo)通角是小于180°的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)速度上升時(shí)，功率變換器換流頻率增高，周期變短，磁鏈降低，反電動(dòng)勢(shì)增加，進(jìn)而相電壓飽和相電流被限制增加，輸出轉(zhuǎn)矩與功率不升反降。

連續(xù)導(dǎo)通模式恰恰相反。也就是說(shuō)，在前一相繞組電流還未降到0時(shí)，后一相繞組電流已經(jīng)開始建立，供電電源側(cè)的電流始終不會(huì)降到0，始終連續(xù)，總導(dǎo)通角明顯大于180°，此時(shí)每相繞組的開通角都要提前，在如圖1所示電感最小的區(qū)域開通，電流會(huì)迅速建立起一個(gè)比較大的期望值，每相磁鏈也增大，進(jìn)而增強(qiáng)了轉(zhuǎn)矩和功率的輸出能力。不過(guò)，如何精確地得到所需的輸出值，是需要解決的問(wèn)題[10-12]。

圖4所示為本文提出的連續(xù)導(dǎo)通模式的算法原理圖，相比斷續(xù)導(dǎo)通模式，增加了換相控制器和相電流調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)，輸出期望轉(zhuǎn)矩，其中的查詢表，是根據(jù)實(shí)時(shí)速度信號(hào)、期望轉(zhuǎn)矩信號(hào)，基于線性插值法，利用仿真軟件離線計(jì)算出各種情況下（不同速度、不同給定有效相電流最大轉(zhuǎn)矩等）的導(dǎo)通角θp、開通角ψ、有效相電流參考值等。然后經(jīng)由換相控制器輸出各相期望電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中的導(dǎo)通角θp，考慮到繞組溫升、開關(guān)損耗等對(duì)電流乃至轉(zhuǎn)矩的影響，需要根據(jù)實(shí)際電流檢測(cè)值比較并生成新的導(dǎo)通角，過(guò)程中使用經(jīng)典PI電流調(diào)節(jié)器補(bǔ)償這些影響，同時(shí)該電流內(nèi)環(huán)也提供給系統(tǒng)電流保護(hù)之用。經(jīng)過(guò)修正后的作為導(dǎo)通角度值輸入，能有效提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

3 仿真分析

電動(dòng)機(jī)基本參數(shù)為：定子繞組為四相，定/轉(zhuǎn)子極數(shù)8/6，定/轉(zhuǎn)子極弧20°，額定功率1.5 kW，額定電壓24 VDC，額定轉(zhuǎn)速1 500 r/min；速度控制器的分離PI調(diào)節(jié)基本參數(shù)：Kp=0.139，Ki=0.690，速度調(diào)整周期1 ms；電流調(diào)節(jié)器的經(jīng)典PI調(diào)節(jié)基本參數(shù)：Kp=0.11，Ki=10；電動(dòng)機(jī)仿真時(shí)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(shí)啟動(dòng)連續(xù)導(dǎo)通控制模式。圖5（a）顯示了速度的反應(yīng)，速度控制器消除了負(fù)載的干擾并趨近于給定的速度值。圖5（b）顯示了斷續(xù)導(dǎo)通模式直接轉(zhuǎn)矩控制方式下的最大轉(zhuǎn)矩，以及連續(xù)導(dǎo)通模式下的期望轉(zhuǎn)矩。圖5（c）為開通角ψ的變化情況，這個(gè)值首先經(jīng)由查詢表給出，并且根據(jù)運(yùn)行點(diǎn)在線調(diào)整變化，為了適應(yīng)連續(xù)導(dǎo)通模式，該角度提前。圖5（d）為導(dǎo)通角的變化，修正前后的導(dǎo)通角，兩個(gè)角度之間的差別源于仿真期間沒(méi)有模擬電磁損耗，事實(shí)上在優(yōu)化導(dǎo)通角時(shí)應(yīng)該用軟件離線計(jì)算出考慮了溫升能升高電阻值、開關(guān)損耗、鐵損耗的情況，否則如圖所示得出的導(dǎo)通角必然偏小。圖5（e）和（f）也明顯看出輸出轉(zhuǎn)矩和輸出電流得到了提高。

4 試驗(yàn)研究

試驗(yàn)系統(tǒng)的參量與仿真時(shí)相同，硬件上以TMS320F28335作為DSP控制器的主控，磁滯測(cè)功機(jī)做負(fù)載，光電傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置與速度，霍爾電流傳感器檢測(cè)相繞組電流，轉(zhuǎn)矩儀測(cè)量電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩值，負(fù)載略超過(guò)額定。測(cè)功機(jī)自帶速度檢測(cè)器，電機(jī)啟動(dòng)完成后，通過(guò)判斷測(cè)功機(jī)與電機(jī)共同速度值的變化自動(dòng)調(diào)整測(cè)功機(jī)所給的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。速度上升時(shí)測(cè)功機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也上升，速度下降時(shí)測(cè)功機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩也下降，速度穩(wěn)定時(shí)測(cè)功機(jī)的輸出也穩(wěn)定。試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果相比，除了試驗(yàn)結(jié)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(shí)，開通角達(dá)-80°，仿真結(jié)果則沒(méi)有，這是由于在轉(zhuǎn)入連續(xù)導(dǎo)通模式后的第2個(gè)相導(dǎo)通周期時(shí)對(duì)于速度有上升的需求，如圖5（a）和圖6（a）所示。這種結(jié)果也造成了速度值在隨后會(huì)有一定的超調(diào)，而仿真波形就沒(méi)有。第二，涉及圖5（d）和圖6（d）的巨大差別，這是由于在試驗(yàn)（實(shí)際）中，一是為了克服溫度的升高導(dǎo)致增加的銅損、鐵損和實(shí)際中的開關(guān)管開關(guān)損耗等，二是查詢表的不精確性。因此，需要在線實(shí)時(shí)控制有效相電流值與期望值相等。

連續(xù)導(dǎo)通模式能在高速期間提供較大的轉(zhuǎn)矩和一定的過(guò)載功率，而電源電壓不變，通過(guò)限流措施也可控制電流在一定范圍內(nèi)（本文實(shí)例為70 A）。相比同步或異步電動(dòng)機(jī)要想達(dá)到此工況，則一般需要升高供電電壓值。

圖7所示為連續(xù)與斷續(xù)兩種導(dǎo)通控制模式下的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與功率對(duì)比。若在1 500 r/min時(shí)轉(zhuǎn)入連續(xù)導(dǎo)通控制模式，其轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的提高下降幅度明顯減緩，而對(duì)應(yīng)的輸出功率，則呈現(xiàn)出一定的止跌回升。雖然輸出功率已明顯超出其額定指標(biāo)，但因其電壓、電流都在可控的限定值內(nèi)，對(duì)電動(dòng)機(jī)及其功率變換器并不會(huì)產(chǎn)生影響，反倒是提升了該電動(dòng)機(jī)的力能指標(biāo)。

試驗(yàn)中選取一定數(shù)量的速度點(diǎn)，每個(gè)速度點(diǎn)分別測(cè)試讀取直流供電電源電壓、電流，以及電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定輸出轉(zhuǎn)矩值。這樣可得到各速度點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩、輸入和輸出功率、效率值等。

但是，由于速度超過(guò)一定值后，速度越高，功率變換器開關(guān)頻率越高，開關(guān)損耗越大。同時(shí)因電動(dòng)機(jī)各相繞組換相頻率提高，鐵損增加，以及銅損、風(fēng)摩損耗等都隨著速度過(guò)高而或多或少地增加，致使其在高速下的效率指標(biāo)并不理想（圖8）。相對(duì)傳統(tǒng)的斷續(xù)導(dǎo)通模式，效率值略有下降，這也是該控制方法下的一大缺點(diǎn)。但是，考慮到在交通工具領(lǐng)域，其高速運(yùn)行時(shí)的時(shí)段和機(jī)會(huì)并不多，可以說(shuō)實(shí)際中總的效率下降并不會(huì)明顯。尤其在中國(guó)，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(diǎn)多，啟動(dòng)/制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，高速運(yùn)行時(shí)間短，所以本文所述連續(xù)導(dǎo)通轉(zhuǎn)矩控制方法還是非常具有實(shí)際意義的。

5 結(jié)論

本文提出了一種SRM高速時(shí)的轉(zhuǎn)矩控制方法。當(dāng)運(yùn)行在連續(xù)導(dǎo)通模式下時(shí)，引入一個(gè)調(diào)節(jié)控制環(huán)，通過(guò)查詢離線表調(diào)整導(dǎo)通角及開通角，進(jìn)而調(diào)節(jié)相繞組電流。

提出的這種策略，通過(guò)仿真和試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)了這種新的導(dǎo)通模式在高速時(shí)，得到轉(zhuǎn)矩和功率的增加。這增強(qiáng)了SRM與永磁同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，擴(kuò)展了SRM的峰值功率，尤其適用于短時(shí)間內(nèi)高速運(yùn)行，同時(shí)又需要較大功率和轉(zhuǎn)矩輸出的場(chǎng)合，增大了電動(dòng)汽車等交通工具的最高運(yùn)行速度值。

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巨磁電阻范文第3篇

一、常見題型命題特點(diǎn)

1.體現(xiàn)時(shí)代感

試題具有很強(qiáng)的時(shí)代感，注意將人類面臨的與物理學(xué)有關(guān)的重大社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，及隨時(shí)發(fā)生的與物理有關(guān)的重大事件等素材命制到試題中來(lái)，實(shí)現(xiàn)與生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究相結(jié)合，從而讓試題充滿生活和時(shí)代氣息，意在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生產(chǎn)、生活、和社會(huì)中的各類科學(xué)問(wèn)題，提高自己的科學(xué)素養(yǎng)，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(xiàn)出物理教學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)等問(wèn)題的廣泛聯(lián)系.

2.材料新穎靈活

試題中多涉及科學(xué)新發(fā)現(xiàn)、研究新成果、新材料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用等等方面內(nèi)容，注重創(chuàng)設(shè)物理情景，而該情景往往是學(xué)生未接觸過(guò)，不熟悉的知識(shí)，這樣能真正考察學(xué)生能力.

3.表現(xiàn)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(xué)生獲取和處理信息的能力.

這類試題重在對(duì)學(xué)生進(jìn)行探究能力和物理研究方法的考查，起點(diǎn)高，落點(diǎn)低，看似難度較大，但其包含的物理問(wèn)題并不多難，解決的關(guān)鍵是需要細(xì)心閱讀審題，要學(xué)會(huì)對(duì)所學(xué)知識(shí)或方法的遷移，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，篩選提取有價(jià)值的信息，努力找到知識(shí)的“落點(diǎn)”，從而準(zhǔn)確分析出蘊(yùn)含的物理問(wèn)題和規(guī)律，得出正確的答案.

二、中考題實(shí)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(jī)通信業(yè)務(wù).你知道到底什么是3G通信嗎？所謂3G，其實(shí)它的全稱是3rdGeneration，中文含義就是指第三代數(shù)字通信.第三代與前兩代的主要區(qū)別在于：傳輸聲音和數(shù)據(jù)的速度上的提升，它能夠處理圖象、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式.表1為某3G手機(jī)LGKT878的主要參數(shù)：

表1

手機(jī)類型主屏參數(shù)電池規(guī)格攝像頭像素通話時(shí)電流

3G手機(jī)

智能手機(jī)

拍照手機(jī)3.0英寸

480×800

像素3.7伏

1300毫安

時(shí)鋰電池500萬(wàn)像素400 mA

該手機(jī)通話5min，消耗的電能是 J.

解析：信息技術(shù)的高速發(fā)展改變了我們的生活，3G手機(jī)就是一種典型代表，3G手機(jī)通信是新開通的業(yè)務(wù)，試題介紹某3G手機(jī)的主要參數(shù)，要求它消耗的電能，數(shù)據(jù)眾多，要仔細(xì)比較、綜合分析，從表格中挖掘出有用的數(shù)據(jù)信息，選擇恰當(dāng)方法求解.表格中標(biāo)出電池電壓為3.7 V，通話時(shí)電流400 mA，手機(jī)通話時(shí)間5 min，利用題文信息分析至此，列公式計(jì)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(jī)，為選用節(jié)能交通信號(hào)燈的燈源，實(shí)驗(yàn)室通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，表2中的LED燈和白熾燈在正常工作時(shí)光照強(qiáng)度相同.有關(guān)數(shù)據(jù)如表2.

表2

兩種燈LED燈白熾燈

發(fā)光原理二極管發(fā)光鎢絲高溫發(fā)光

額定電壓24伏220伏

響應(yīng)時(shí)間10-9秒10-3秒

額定功率12瓦100瓦

請(qǐng)根據(jù)以上材料說(shuō)明下列的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 （ ）

（A） 在光照強(qiáng)度相同的情況下，LED燈不必要達(dá)到很高的溫度就能發(fā)光，電能基本上不轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，幾乎全部轉(zhuǎn)化光能，因而發(fā)光效率高

（B） LED燈的額定電壓低，人直接接觸不會(huì)觸電

（C） LED燈響應(yīng)時(shí)間短，也就是從開始發(fā)光到正常發(fā)光所用的時(shí)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(chuàng)新，傳統(tǒng)的紅綠交通信號(hào)燈逐漸被發(fā)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(fā)現(xiàn)，一只LED燈發(fā)光亮度和一只白熾燈發(fā)光亮度相當(dāng)，LED燈和白熾燈相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)：在光照強(qiáng)度相同的情況下，LED燈不必要達(dá)到很高的溫度就能發(fā)光，電能基本上不轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，幾乎全部轉(zhuǎn)化光能，發(fā)光效率高；LED燈的額定電壓低，人直接接觸不會(huì)觸電；LED燈響應(yīng)時(shí)間短，也就是從開始發(fā)光到正常發(fā)光所用的時(shí)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?yàn)橄牡碾娔芘c功率和通電時(shí)間有關(guān)，（D）的說(shuō)法是錯(cuò)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(guān)S1、S2閉合時(shí)，向左稍微移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，指示燈的亮度明顯變亮.

（1）滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)，流過(guò)電磁鐵線圈的電流 （選填“增大”或“減小”），電磁鐵周圍的磁場(chǎng) （選填“增強(qiáng)”、“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(dāng)閉合S1、S2后，在使滑片P向左滑動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)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(qiáng)；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(chǎng)的增強(qiáng)而明顯減小.

答案：

（1）增大，增強(qiáng)

（2）減小，GMR阻值會(huì)隨著它周圍的磁場(chǎng)增強(qiáng)而減小

例4（2010年江蘇省鹽城市）

閱讀短文，回答問(wèn)題：

巨磁電阻效應(yīng)

圖2

1988年阿爾貝?費(fèi)爾和彼得?格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，在鐵、鉻相間的三層復(fù)合膜電阻中，微弱的磁場(chǎng)可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，這種現(xiàn)象被命名為“巨磁電阻效應(yīng)”.

更多的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，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(yīng)”.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(chǎn)生“巨磁電阻效應(yīng)”.

圖3

進(jìn)一步研究表明，“巨磁電阻效應(yīng)”只發(fā)生在膜層的厚度為特定值時(shí).用R0表示未加磁場(chǎng)時(shí)的電阻，R表示加入磁場(chǎng)后的電阻，科學(xué)家測(cè)得鐵、鉻組成的復(fù)合膜R與R0之比與膜層厚度d（三層膜厚度均相同）的關(guān)系如圖3所示.

1994年IBM公司根據(jù)“巨磁電阻效應(yīng)”原理，研制出“新型讀出磁頭”，將磁場(chǎng)對(duì)復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)換成電流的變化來(lái)讀取信息.

（1）以下兩種金屬組成的三層復(fù)合膜可能發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”的是 .

（A） 銅、銀 （B） 鐵、銅 （C） 銅、鋁 （D） 鐵、鎳

（2）對(duì)鐵、鉻組成的復(fù)合膜，當(dāng)膜層厚度是1.7 nm時(shí)，這種復(fù)合膜電阻 （選填“具有”或“不具有”）“巨磁電阻效應(yīng)”.

（3）“新型讀出磁頭”可將微弱的 信息轉(zhuǎn)化為電信息.

（4）鐵、鉻組成的復(fù)合膜，發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時(shí)，其電阻R比未加磁場(chǎng)時(shí)的電阻R0 （選填“大”或“小”）得多.

圖4

（5）圖4是硬盤某區(qū)域磁記錄的分布情況，其中1表示有磁區(qū)域，0表示無(wú)磁區(qū)域.將“新型讀出磁頭”組成如圖4所示電路，當(dāng)磁頭從左向右勻速經(jīng)過(guò)該區(qū)域過(guò)程中，電流表讀數(shù)變化情況應(yīng)是圖5中的 .

圖5

解析：本題是一道綜合分析題，考查學(xué)生閱讀審題獲取信息、分析判斷推理能力，同時(shí)也考查學(xué)生的物理素養(yǎng).通過(guò)閱讀短文和對(duì)題中圖表分析知，四組兩種金屬組成的三層復(fù)合膜中， B組中鐵易被磁化，銅不易被磁化，有可能發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”；其他三組金屬中要?jiǎng)t均易被磁化，要?jiǎng)t均不易被磁化，不可能產(chǎn)生“巨磁電阻效應(yīng)”.對(duì)鐵、鉻組成的復(fù)合膜，當(dāng)膜層厚度是1.7 nm時(shí)，觀察題中圖表，R與R0之比的值較小，表明在R加入磁場(chǎng)后的電阻變得較小，這種復(fù)合膜電阻具有“巨磁電阻效應(yīng)”.研制出的“新型讀出磁頭”可將微弱的磁信息轉(zhuǎn)化為電信息.在有磁區(qū)域，此時(shí)復(fù)合膜電阻變得較小，通過(guò)的電流就變大；在無(wú)磁區(qū)域，復(fù)合膜電阻阻值大，通過(guò)的電流就變小，因此電流表讀數(shù)變化情況應(yīng)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(tái)220千伏超導(dǎo)限流器已于2011年在我國(guó)電網(wǎng)中并網(wǎng)運(yùn)行，這是我國(guó)超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)在電網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的重大突破.超導(dǎo)限流器能有效限制電網(wǎng)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(duì)電網(wǎng)設(shè)備的損壞、維護(hù)國(guó)家電網(wǎng)的穩(wěn)定.如圖6甲是它接入電網(wǎng)后的電路圖，圖6乙是它的電阻R隨電流I的變化關(guān)系.

圖6

（1）當(dāng)電路正常工作時(shí)，超導(dǎo)限流器的電阻為 歐，對(duì)電路沒(méi)有影響.

（2）根據(jù)圖乙分析可知，當(dāng)電網(wǎng)在某處發(fā)生短路，電流達(dá)到I1時(shí)，超導(dǎo)限流器 ，保證電流穩(wěn)定在正常范圍，從而使電網(wǎng)保持在穩(wěn)定狀態(tài).

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

而避免電網(wǎng)中大的短路電流對(duì)電網(wǎng)和電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)

行構(gòu)成重大危害，可以大大提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，改善供電的可靠性和安全性.

（1）在電路正常時(shí)，超導(dǎo)限流器的電阻為零，對(duì)電路沒(méi)有影響；

（2）由圖線知，當(dāng)電網(wǎng)在某處發(fā)生短路，電流達(dá)到I1時(shí)，超導(dǎo)限流器電阻瞬間增大到R0，保證電流穩(wěn)定在正常范圍，從而使電網(wǎng)保持在穩(wěn)定狀態(tài).

答案：

（1）0

（2）電阻瞬間增大到R0.

巨磁電阻范文第4篇

關(guān)鍵詞：自主――互助；復(fù)習(xí)課；任務(wù)分配；匯報(bào)展示；評(píng)價(jià)

作者簡(jiǎn)介：李紅（1985-），女，大學(xué)本科，哈爾濱師范大學(xué)2014級(jí)在職研究生，研究方向：中學(xué)物理教育教學(xué).在先后學(xué)習(xí)“洋思”、“杜郎口”先進(jìn)教育教學(xué)理念后，我校結(jié)合實(shí)際也在積極探索符合課改要求，適合我校實(shí)際情況的教學(xué)模式.通過(guò)一段時(shí)間的大膽嘗試與探索，“自主――互助”教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，而通過(guò)對(duì)“自主――互助”教學(xué)模式不斷的探索與應(yīng)用，使我的課堂教學(xué)發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變.課堂以“立體式、大容量、快節(jié)奏”為出發(fā)點(diǎn)，充滿了生機(jī)和活力，取得了一定的成績(jī)，更積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn).

以往的物理的章節(jié)復(fù)習(xí)課，通常以教師為主導(dǎo)，教師先領(lǐng)著學(xué)生進(jìn)行知識(shí)穿線，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，然后再輔以習(xí)題的訓(xùn)練，重點(diǎn)、難點(diǎn)題型的專項(xiàng)訓(xùn)練.學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)的梳理，學(xué)習(xí)主動(dòng)性差，積極性不高，課堂容量小，效率低.按照新課堂模式進(jìn)行復(fù)習(xí)，效果有所提高.

現(xiàn)在我所任課班級(jí)的復(fù)習(xí)課，學(xué)生按照“分配任務(wù)―小組準(zhǔn)備―匯報(bào)展示”這一程序進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師有目的的點(diǎn)撥、剖析，采用“分配任務(wù)講解”的方式進(jìn)行復(fù)習(xí)課的講解，這種復(fù)習(xí)方式能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)得以展示，也鍛煉了學(xué)生知識(shí)梳理、語(yǔ)言組織與表達(dá)等能力.此復(fù)習(xí)方法加大了課堂的教學(xué)容量，使得復(fù)習(xí)課更有活力，但同時(shí)也存在一些問(wèn)題.

下面淺談一下“自主――互助”教學(xué)模式在物理復(fù)習(xí)課上的幾個(gè)問(wèn)題.

一、任務(wù)分配難均衡

這種復(fù)習(xí)方法要求教師在課前就布置好學(xué)生要復(fù)習(xí)的內(nèi)容，將復(fù)習(xí)任務(wù)分配下去.但任務(wù)的分配很難均衡.比如說(shuō)，復(fù)習(xí)光這一章時(shí)，這章共有5節(jié)，教師要求班級(jí)所有小組的這5節(jié)的基礎(chǔ)知識(shí)都要復(fù)習(xí)到位，而每個(gè)小組有六位成員，如果每位成員5節(jié)都要詳細(xì)復(fù)習(xí)完（包括基礎(chǔ)概念，規(guī)律應(yīng)用，典型習(xí)題，重點(diǎn)習(xí)題，難度稍大的習(xí)題，沒(méi)解決的習(xí)題）所用的時(shí)間是很長(zhǎng)的，會(huì)影響其他科目的學(xué)習(xí).但要是分工復(fù)習(xí)，每位成員只復(fù)習(xí)一到兩節(jié)，又會(huì)有復(fù)習(xí)不到位的知識(shí).針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，我根據(jù)小組成員的成績(jī)情況給他們分了工，成績(jī)?cè)诒窘M靠后的兩位成員只復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，中等成績(jī)的成員負(fù)責(zé)基礎(chǔ)題的收集與講解，組長(zhǎng)與副組長(zhǎng)負(fù)責(zé)收集重點(diǎn)習(xí)題和典型習(xí)題，全組成員沒(méi)解決的習(xí)題匯總到一個(gè)習(xí)題本上.這種方法只是解決了一部分問(wèn)題，在實(shí)施的過(guò)程中還有一些其他問(wèn)題出現(xiàn)：如基礎(chǔ)知識(shí)整理的不全面，習(xí)題收集的不典型等，還有的學(xué)生參與程度不夠等.

二、匯報(bào)順暢無(wú)亮點(diǎn)

學(xué)生預(yù)習(xí)充分，當(dāng)然在展示時(shí)有話可說(shuō)，但往往就基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)說(shuō)，講解一直很順暢，既遇不到什么困難，也沒(méi)有什么亮點(diǎn).他們?cè)谑占A(chǔ)知識(shí)時(shí)，往往把學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)知識(shí)（基礎(chǔ)概念，公式，單位等）機(jī)械的重復(fù)一遍，學(xué)生收獲往往不大.這樣的復(fù)習(xí)課很多問(wèn)題沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，成為“暗礁”.考慮到這種情況，課堂學(xué)習(xí)應(yīng)該采用“問(wèn)題集中營(yíng)”式講解.學(xué)生一學(xué)就會(huì)的不再匯報(bào)講解，而是把這些知識(shí)改為檢測(cè)性問(wèn)題.對(duì)于那些學(xué)生認(rèn)為有疑惑、難度大的問(wèn)題，進(jìn)行重點(diǎn)講解，或者讓學(xué)生有了充分的準(zhǔn)備之后，進(jìn)行放大講解.這樣學(xué)生在講解、解疑、答疑、反思的過(guò)程中，就會(huì)加深對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí).

三、評(píng)價(jià)實(shí)效性不強(qiáng)

為了讓學(xué)生在課堂上保持較高的學(xué)習(xí)熱情，教師應(yīng)該重視課堂評(píng)價(jià).過(guò)去我們常常采用個(gè)人加分式和小組加分的評(píng)價(jià)方式，經(jīng)常采用的評(píng)價(jià)方式還有“加分式”、“插花式”、“插紅旗”等.此外我也非常重視語(yǔ)言的魅力，時(shí)常用較新穎、比較有激勵(lì)性的語(yǔ)言表?yè)P(yáng)學(xué)生，但一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)學(xué)生的積極性有所下降，無(wú)論你用什么激勵(lì)方式都很難激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情.如何讓學(xué)生保持長(zhǎng)久的激情去學(xué)習(xí)，這個(gè)困難一直困_著我.

教學(xué)過(guò)程中，復(fù)習(xí)課起著舉足輕重的作用，一堂好的復(fù)習(xí)課，既可以幫助學(xué)生梳理一個(gè)階段的知識(shí)體系，又可以發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題，使知識(shí)升華到另一個(gè)高度；因此，無(wú)論復(fù)習(xí)課面臨著多少難題，我們都應(yīng)該去鉆研，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并努力解決問(wèn)題.

淺析中考電阻的考點(diǎn)

江西省信豐縣大塘中學(xué)341600曾龍生

摘要：中學(xué)物理通過(guò)物理現(xiàn)象引入物理概念，從而研究物理規(guī)律，通過(guò)“物”喻出“理”的實(shí)質(zhì)，通過(guò)“物”展現(xiàn)“理”的內(nèi)含，物理的內(nèi)因是感性認(rèn)知，去除粗糙取精華，去除表面展現(xiàn)本質(zhì).電阻問(wèn)題是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)，，也是教學(xué)中的難點(diǎn)之一，幾乎是中考必考的內(nèi)容，本文例舉幾例作簡(jiǎn)要剖析.

關(guān)鍵詞：歐姆定律；電路；串并聯(lián)

作者簡(jiǎn)介：曾龍生（1982-），男，大學(xué)本科，中學(xué)一級(jí)教師.一、考查對(duì)電磁鐵特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和歐姆定律的應(yīng)用

例1（2015年廣東廣州）巨磁電阻（GMR）在磁場(chǎng)中，電阻會(huì)隨著磁場(chǎng)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(shù)，電源電壓恒定.則

A.S閉合時(shí)，A2示數(shù)減小

B.S閉合時(shí)，A2示數(shù)不變

C.A1示數(shù)減小時(shí)，A2示數(shù)不變

D.A1示數(shù)增大時(shí)，A2示數(shù)增大

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

S閉合后，左側(cè)電磁鐵電路連通，電磁鐵中產(chǎn)生磁性，巨磁電阻電阻減小，所以右側(cè)電路中電流增大，即A2示數(shù)變大.故A、B錯(cuò)誤；

S閉合后，當(dāng)滑動(dòng)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(cè)電路電流增大，A1示數(shù)變大；左側(cè)電路電流大，電磁鐵中磁性增強(qiáng)，巨磁電阻電阻減小，所以右側(cè)電路中電流增大，即A2示數(shù)變大.故D正確；反之滑片右滑，電阻增大，左側(cè)電路電流減小，即A1示數(shù)變小，電磁鐵中磁性減弱，巨磁電阻電阻增大，所以右側(cè)電路中電流減小，即A2示數(shù)減小.故C錯(cuò)誤.

答案D

點(diǎn)撥本題關(guān)鍵用好巨磁電阻（GMR）在磁場(chǎng)中，電阻會(huì)隨著磁場(chǎng)的增大而急劇減小.

二、考查電路的動(dòng)態(tài)分析

例2（2015江蘇鎮(zhèn)江）為響應(yīng)國(guó)家嚴(yán)禁在公共場(chǎng)所吸煙的規(guī)定，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種煙霧報(bào)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(qiáng)度的減弱而增大.當(dāng)電流表示數(shù)減小至某一值時(shí)，裝置報(bào)警.S閉合后，當(dāng)有煙霧遮擋射向R的激光時(shí)

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(shù)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(bào)警

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

首先，根據(jù)光敏電阻與煙霧濃度的關(guān)系可知有煙霧遮擋射向R的激光時(shí)其阻值的變化，根據(jù)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(jù)P=UI可知電路消耗總功率的變化，再根據(jù)歐姆定律結(jié)合R的阻值判斷電表示數(shù)比值的變化.

因光敏電阻R的阻值隨光照強(qiáng)度的減弱而增大，所以當(dāng)有煙霧遮擋射向R的激光時(shí)，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(bào)警，故A、D錯(cuò)誤；由P=UI可知，電路消耗的總功率減小，故B錯(cuò)誤；電壓表與電流表的示數(shù)之比等于R的阻值，則電壓表與電流表的示數(shù)之比增大，故C正確.

答案C

三、考查串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電能公式的應(yīng)用

例3（2015江蘇鹽城）創(chuàng)建生態(tài)文明城市需要我們共同關(guān)注環(huán)境.我市某興趣小組為了檢測(cè)空氣質(zhì)量指數(shù)，設(shè)計(jì)了如圖3甲所示的檢測(cè)電路，R為氣敏電阻，其電阻的倒數(shù)與空氣質(zhì)量指數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，己知電源電壓12V保持不變.R0=5Ω，當(dāng)電壓表示數(shù)為4V時(shí)，求：

（1）通過(guò)R的電流：

（2）2 min內(nèi)R0消耗的能；

（3）此時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù).

解析（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流規(guī)律，由I=U/R計(jì)算通過(guò)R的電流.由圖甲可知，R0和R串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓，所以IR=I0=U0/R0=08A；

（2）根據(jù)W=UIt計(jì)算2 min內(nèi)R0消耗的電能：W0=U0I0t=384J；

（3）計(jì)算R的阻值得到1/R的大小，由圖象可得空氣質(zhì)量指數(shù).

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(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)為25.

答案（1）通過(guò)R的電流為08A；（2）2 min內(nèi)R0消耗的電能為384J；（3）此時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)為25.

點(diǎn)撥能熟練運(yùn)用公式，還要能從圖象中找出有用信息.

參考文獻(xiàn)：

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(jié)構(gòu)材料三大類納米磁性材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。

1引言

磁性材料一直是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防工業(yè)的重要支柱與基礎(chǔ)，廣泛地應(yīng)用于電信、自動(dòng)控制、通訊、家用電器等領(lǐng)域，在微機(jī)、大型計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用具有重要地位。信息化發(fā)展的總趨勢(shì)是向小、輕、薄以及多功能方向進(jìn)展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向發(fā)展。納米磁性材料是指材料尺寸限度在納米級(jí)，通常在1～100nm的準(zhǔn)零維超細(xì)微粉，一維超薄膜或二維超細(xì)纖維（絲）或由它們組成的固態(tài)或液態(tài)磁性材料。當(dāng)傳統(tǒng)固體材料經(jīng)過(guò)科技手段被細(xì)化到納米級(jí)時(shí)，其表面和量子隧道等效應(yīng)引發(fā)的結(jié)構(gòu)和能態(tài)的變化，產(chǎn)生了許多獨(dú)特的光、電、磁、力學(xué)等物理化學(xué)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(zhì)變”。

納米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效應(yīng)、超順磁性、宏觀量子隧道效應(yīng)、磁有序顆粒的小尺寸效應(yīng)、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(jù)其結(jié)構(gòu)特征可以分為納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結(jié)構(gòu)材料三大類。

2.1納米顆粒型

磁存儲(chǔ)介質(zhì)材料：近年來(lái)隨著信息量飛速增加，要求記錄介質(zhì)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(zhì)材料與超微粒有密切的關(guān)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(jié)構(gòu)，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(zhì)量。

納米磁記錄介質(zhì)：如合金磁粉的尺寸在80nm，鋇鐵氧體磁粉的尺寸在40nm，今后進(jìn)一步提高密度向“量子磁盤”化發(fā)展，利用磁納米線的存儲(chǔ)特性，記錄密度達(dá)400Gbit/in2，相當(dāng)于每平方英寸可存儲(chǔ)20萬(wàn)部紅樓夢(mèng)小說(shuō)。

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(gòu)成。利用磁性液體可以被磁場(chǎng)控制的特性，用環(huán)狀永磁體在旋轉(zhuǎn)軸密封部件產(chǎn)生一環(huán)狀的磁場(chǎng)分布，從而可將磁性液體約束在磁場(chǎng)之中而形成磁性液體的“O”形環(huán)，且沒(méi)有磨損，可以做到長(zhǎng)壽命的動(dòng)態(tài)密封。這也是磁性液體較早、較廣泛的應(yīng)用之一。此外，在電子計(jì)算機(jī)中為防止塵埃進(jìn)入硬盤中損壞磁頭與磁盤，在轉(zhuǎn)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(wú)聲快速的磁印刷、磁性液體發(fā)電機(jī)、醫(yī)療中的造影劑等等。

納米磁性藥物：磁性治療技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究領(lǐng)域在拓寬，如治療癌癥，用納米的金屬性磁粉液體注射進(jìn)人體病變的部位，并用磁體固定在病灶的細(xì)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(xì)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(qiáng)藥物治療作用。

電波吸收（隱身）材料：納米粒子對(duì)紅外和電磁波有吸收隱身作用。由于納米微粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外及雷達(dá)波波長(zhǎng)，因此納米微粒材料對(duì)這種波的透過(guò)率比常規(guī)材料要強(qiáng)得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測(cè)器和雷達(dá)接收到的反射信號(hào)變得很微弱，從而達(dá)到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多，這就使得紅外探測(cè)器及雷達(dá)得到的反射信號(hào)強(qiáng)度大大降低，因此很難發(fā)現(xiàn)被探測(cè)目標(biāo)，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(fā)展突飛猛進(jìn)，磁體磁性能也在不斷提高，目前燒結(jié)釹鐵硼磁體的磁能積達(dá)到50MGOe，接近理論值64MGOe，并已進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)。為進(jìn)一步改善磁性能，目前已經(jīng)用速凝薄片合金的生產(chǎn)工藝，一般的快淬磁粉晶粒尺寸為20-50nm，如作為粘結(jié)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(jià)格等缺點(diǎn)，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(fā)研制復(fù)合稀土永磁材料，將軟磁相與永磁相在納米尺寸內(nèi)進(jìn)行復(fù)合，就可獲得高飽和磁化強(qiáng)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(fā)現(xiàn)在鐵基非晶的基體中加入少量的銅和稀土，經(jīng)適當(dāng)溫度晶化退火后，獲得一種性能優(yōu)異的具有超細(xì)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(fā)成各種各樣的磁性器，應(yīng)用于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，用作電流互感器、開關(guān)電源變壓器、濾波器、漏電保護(hù)器、互感器及傳感器等，可取得令人滿意的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3磁微電子結(jié)構(gòu)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(gòu)成兩相組織的納米顆粒薄膜，這種薄膜最大特點(diǎn)是電阻率高，稱為巨磁電阻效應(yīng)材料，在100MHz以上的超高頻段顯示出優(yōu)良的軟磁特性。由于巨磁電阻效應(yīng)大，可便器件小型化、廉價(jià)，可作成各種傳感器件，例如，測(cè)量位移、角度，數(shù)控機(jī)床、汽車測(cè)速，旋轉(zhuǎn)編碼器，微弱磁場(chǎng)探測(cè)器（SQUIDS）等

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

磁光存儲(chǔ)器：當(dāng)前只讀和一次刻錄式的光盤已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是可重復(fù)寫、擦的光盤還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。最具有發(fā)展前途的是磁性材料介質(zhì)的磁光存儲(chǔ)器，其可以像磁盤一樣反復(fù)多次地重復(fù)記錄。目前大量使用的軟磁盤，由于材料介質(zhì)和記錄磁頭的局限性，其存儲(chǔ)密度已經(jīng)達(dá)到極限；另外其已經(jīng)不能滿足信息技術(shù)的發(fā)展要求，無(wú)法在一張盤上存儲(chǔ)更多的圖象和數(shù)據(jù)。采用磁光盤存儲(chǔ)，就能在一張盤上記錄數(shù)千兆字節(jié)到數(shù)十千兆字節(jié)的容量，并且能反復(fù)地擦寫使用。

3展望

納米技術(shù)是本世紀(jì)前20年的主導(dǎo)技術(shù),納米材料是納米技術(shù)的核心,是21世紀(jì)最有前途的材料,也是納米技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)之一。納米科技的發(fā)展給傳統(tǒng)磁性產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了跨越式發(fā)展的重大機(jī)遇和挑戰(zhàn),納米級(jí)磁性材料的開發(fā)和研究是磁性材料發(fā)展的一個(gè)必然方向,但同時(shí)也應(yīng)重視用納米技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和對(duì)現(xiàn)有材料進(jìn)行納米改性方面的研究,以全面提高企業(yè)的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)能力,在世界民族之林樹立中華民族的大旗。

參考文獻(xiàn)

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［2］?@許改霞，王平，李蓉等.納米傳感技術(shù)及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用［J］.國(guó)外醫(yī)學(xué)生物工程分冊(cè)，2002，25（2）：49-54.