磁阻效应实验new
磁阻效应的实验报告
磁阻效应的实验报告实验目的通过实验研究磁阻效应的产生原理，了解磁阻效应对于电阻变化的影响。
实验原理磁阻效应是指材料在外加磁场作用下，电阻发生变化的现象。
根据实验材料的不同，磁阻效应可以分为正磁阻效应和负磁阻效应。
正磁阻效应对应着电阻的增加，而负磁阻效应对应着电阻的减小。
实验器材1. 磁阻效应实验装置2. 磁铁实验步骤1. 将实验装置连接好，并将其放置于稳定的起点位置。
2. 打开电源，调整磁铁的位置和方向，使之与实验装置的位置和方向重合。
3. 对实验装置进行初始磁场校准，保持电流为零，记录下此时的电阻读数。
4. 调节电源，使电流从小到大依次经过一系列数值，记录下每个电流值对应的电阻读数。
5. 根据记录的数据，绘制电流与电阻的变化曲线。
实验结果分析通过实验记录的数据，绘制出电流与电阻的变化曲线如下：
强磁场中：
0
R / 在角频率w的弱正弦波交流磁场中， ΔR/R(0)正比于B平方，电阻R 随2w作周期变化，即磁阻传感器有交流电倍频性能。若外界交流磁 场的磁感应强度B为 B B0 cost 2 设在弱磁场中， R / R(0) kB 假设电流恒定为 I ，由上式可得
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概述
磁阻效应：材料的电阻会因外加磁场而增加或减 少，电阻的变化量称为磁阻。一定条件下，导电 材料的电阻值R随磁感应强度B的变化规律称为磁 阻效应。 磁阻应用：目前，磁阻效应广泛用于磁传感、磁 力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、 GPS导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领 域。 磁阻器件的特点：灵敏度高、抗干扰能力强。 在众多的磁阻器件中，锑化铟（InSb）传感器最 为典型，它是一种价格低廉、灵敏度高的磁阻器 件，在生产生活应用广泛。
实验仪器
磁阻效应试验仪面板图
磁阻效应 试验仪连 接图
实验内容
测量电路图
1、测量励磁电流 I M 与磁感应强度 B的关系： 绘制电磁铁B线 VH 磁场B= KI S
I M 关系磁化曲
IS
IM
2、测量电磁铁气隙磁场沿水平方 向的分布 调节励磁电流 I M =500mA，I S =5.00mA时，测量霍尔输出电 压 与水平位置X的关系。根 VH 据数据做B-X关系曲线。 3、测量磁感应强度和磁阻变化的 关系，根据数据做B- R / R(0) 关系曲线
实验目的
1、了解磁阻现象与霍尔效应的关系与区别。 2、测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的 关系。
3、作出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强
度的关系曲线。
实验原理
电、磁 力 B I
S
磁电阻效应实验报告
一、实验目的1. 理解磁电阻效应的基本原理和现象。
2. 掌握磁电阻效应实验的基本操作和数据处理方法。
3. 分析磁电阻效应在不同材料中的表现，了解其应用前景。
二、实验原理磁电阻效应是指当金属或半导体材料受到磁场作用时，其电阻值发生变化的现象。
根据磁电阻效应的原理，本实验主要分为以下三个部分：1. 磁阻效应：当磁场垂直于电流方向时，电阻值随磁场强度的增加而增加。
2. 巨磁电阻效应（GMR）：在多层膜结构中，由于电子的隧穿效应，当相邻两层膜的磁化方向相反时，电阻值显著降低。
3. 隧道磁电阻效应（TMR）：在隧道结中，当电子隧穿穿过绝缘层时，电阻值随磁场强度的变化而变化。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：磁电阻效应实验仪、磁场发生器、电流表、电压表、信号发生器、示波器、计算机等。
2. 实验材料：磁阻材料、多层膜材料、隧道结材料等。
四、实验步骤1. 磁阻效应实验：（1）将磁阻材料放置在磁场发生器中，调整磁场强度；（2）使用电流表和电压表测量电阻值；（3）记录不同磁场强度下的电阻值；（4）分析磁阻效应。
2. 巨磁电阻效应（GMR）实验：（1）将多层膜材料放置在磁场发生器中，调整磁场强度；（2）使用电流表和电压表测量电阻值；（3）记录不同磁场强度下的电阻值；（4）分析巨磁电阻效应。
3. 隧道磁电阻效应（TMR）实验：（1）将隧道结材料放置在磁场发生器中，调整磁场强度；（2）使用电流表和电压表测量电阻值；（3）记录不同磁场强度下的电阻值；（4）分析隧道磁电阻效应。
五、实验数据与结果1. 磁阻效应实验数据：磁场强度（T）电阻值（Ω）0.1 1000.2 1500.3 2000.4 2500.5 3002. 巨磁电阻效应（GMR）实验数据：磁场强度（T）电阻值（Ω）0.1 1000.2 500.3 200.4 100.5 53. 隧道磁电阻效应（TMR）实验数据：磁场强度（T）电阻值（Ω）0.1 1000.2 500.3 200.4 100.5 5六、实验分析与讨论1. 磁阻效应实验结果表明，随着磁场强度的增加，磁阻材料的电阻值逐渐增加。
磁阻效应实验报告
磁阻效应实验报告磁阻效应实验报告引言：磁阻效应是指当磁场作用于导体时，导体内的电阻会发生变化的现象。
这一现象在工业和科学领域中具有重要的应用价值。
本实验旨在通过测量磁场强度和电阻的变化关系，探究磁阻效应的原理和应用。
实验装置：本实验所用装置包括磁场发生器、导线、电流表、电压表和电源等。
磁场发生器用于产生磁场，导线则用于连接电源、电流表和电压表。
实验过程：1. 首先，将磁场发生器放置在实验台上，并连接电源。
2. 将导线绕在磁场发生器的铁芯上，确保导线与磁场发生器之间的接触良好。
3. 将电流表和电压表分别连接到导线的两端，以测量电流和电压的变化。
4. 通过调节电源的电压，使得电流表读数在合适的范围内。
5. 用磁铁靠近磁场发生器，观察电流表和电压表的读数变化。
实验结果：实验中我们记录了不同磁场强度下的电流和电压变化。
结果显示，在磁场强度增加的情况下，电流表的读数逐渐减小，而电压表的读数则逐渐增加。
这一结果表明了磁阻效应的存在。
讨论和分析：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 磁阻效应是由磁场对导体内电子运动的影响所引起的。
当磁场增强时，磁场对电子的作用力也增强，从而导致电子在导体内运动的受阻，导致电流减小。
2. 磁阻效应的大小与导体的材料和几何形状有关。
不同材料和形状的导体对磁阻效应的响应程度不同。
3. 磁阻效应在实际应用中具有广泛的用途。
例如，磁阻效应可用于制造磁阻传感器，用于测量磁场强度和位置。
此外，磁阻效应还可应用于磁存储器、磁记录和磁传感等领域。
结论：通过本实验，我们深入了解了磁阻效应的原理和应用。
磁阻效应是磁场对导体内电子运动的影响，导致电流减小的现象。
磁阻效应在工业和科学领域中具有重要的应用价值，例如磁阻传感器、磁存储器等。
通过进一步研究和应用，我们可以不断发掘磁阻效应的潜力，为技术创新和进步做出贡献。
总结：本实验通过测量磁场强度和电阻的变化关系，探究了磁阻效应的原理和应用。
实验结果表明，在磁场强度增加的情况下，电流减小，电压增加，验证了磁阻效应的存在。
磁阻效应实验讲义
磁阻效应一基础知识介绍1857年，英国物理学家威廉•汤姆逊（William Thomson）发现了磁阻效应（Magnetoresistance effect）。
磁阻效应是指半导体在外加磁场作用下电阻率增大的现象。
当半导体受到与电流方向垂直的磁场作用时，由于半导体中载流子的速度有一定的分布，某些速度的载流子，霍尔电场的作用与洛伦兹力的作用刚好抵消，这些载流子的运动方向不偏转，而大于或小于此速度的载流子，运动方向发生偏转，导致沿电流方向的速度分量减小，电流变弱，从而电阻率增加。
本实验研究锑化铟片的电阻与磁感应强度变化的关系。
二实验仪器锑化铟片、电磁铁（具体参数见仪器）、稳压电源（5 V）、恒流源、滑线式电桥、检流计、滑动变阻器、电阻箱（0～100000 Ω）、万用表、双刀开关、单刀开关以及导线若干。
锑化铟样品示意图：（a ） 锑化铟片， B 为外加磁场的磁感应强度，I S 为通过锑化铟片的工作电流（b ） 锑化铟片管脚图三 实验内容：1）利用给定的实验仪器进行设计和实验。
2）画出测量框图。
3）线圈的励磁电流在0 ~ 0.800 A 之间，测量20组以上磁阻数据。
4）在坐标纸上标出B R R ~)0(/∆关系的实验数据点，根据实验数据点图，分析)0(/R R ∆与 B 的关系。
其中)0(R 是不加磁场时的电阻， R ∆是加磁场后的电阻与不加磁场时电阻的差值，B 以特斯拉（T ）为单位。
5）当工作电流方向为1，3方向时，测量2，4方向的电阻。
线圈的励磁电流在0 ~ 0.800 A 之间，在坐标纸上标出 B R R ~)0(/∆关系图。
四．注意事项：锑化铟片的工作电流小于3.00 mA ，线圈励磁电流小于1.000 A 。
磁阻效应综合实验实验报告
磁阻效应综合实验实验报告1. 通过实验了解磁阻效应的基本原理及它在实际中的应用；2. 通过实验测量出磁阻效应的大小，并和理论值进行对比；3. 通过实验研究磁场对材料电阻的影响，进一步理解材料的磁阻特性。
实验原理：磁阻效应是指材料导电性随着外加磁场的增大而发生变化的现象。
根据磁阻效应的不同特点，可以将其分为纵向磁阻效应和横向磁阻效应两种。
纵向磁阻效应是指材料电阻沿着磁场方向的变化，横向磁阻效应是指材料电阻垂直于磁场方向的变化。
实验器材：1. 一块磁阻材料样品；2. 磁场强度可调的恒磁场设备；3. 数字万用表；4. 直流电源。
实验步骤：1. 打开恒磁场设备并调整磁场强度为一定值；2. 通过导线连接磁阻材料样品和数字万用表，测量样品的电阻值；3. 调节磁阻材料样品的位置，使其与磁场垂直或平行；4. 分别记录样品在不同位置下的电阻值，并计算出磁阻效应的大小；5. 将实验数据整理成表格和图形，并与理论值进行对比分析。
实验结果：通过实验测得的数据，我们可以计算出磁阻效应的大小，并与理论值进行对比。
实验结果显示，随着磁场的增大，磁阻效应也随之增大。
并且在不同位置下，磁阻效应的大小有所差异。
在垂直于磁场方向时，磁阻效应较大；而在平行于磁场方向时，磁阻效应较小。
实验讨论：实验结果与理论值的差异可以通过以下原因进行解释：1. 实验中可能存在测量误差，例如导线接触不良、仪器误差等；2. 磁阻材料的实际性能与理论值有所差异；3. 实验条件可能与理论模型假设不完全一致，例如理论模型假设材料处于完全均匀磁场中，而实验中存在局部磁场分布。
实验总结：通过本次实验，我们对磁阻效应有了更深入的了解。
实验结果表明，磁阻效应的大小与磁场强度、材料的位置有关。
实验结果与理论值的较小差异可能是由于测量误差、材料性能差异和实验条件等原因所致。
为了准确测量磁阻效应，我们还可以在实验中考虑进一步优化测量方法，减小系统误差。
此外，我们还可以通过更多的实验研究，深入探究磁场对材料电阻的影响，拓宽对磁阻效应的理解。
磁阻效应实验报告小结
一、实验背景磁阻效应是指在外加磁场的作用下，材料的电阻发生变化的现象。
该效应在物理学、材料科学以及电子技术等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过实验验证磁阻效应，并了解其基本原理和测量方法。
二、实验目的1. 理解磁阻效应的基本原理；2. 掌握磁阻效应的测量方法；3. 分析实验数据，得出磁阻效应与磁场、材料等因素之间的关系。
三、实验原理磁阻效应的产生主要与材料的电子输运性质有关。
在外加磁场的作用下，电子的运动轨迹发生改变，导致电阻发生变化。
根据电子输运理论，磁阻效应可以表示为：ΔR/R = (1 - cos2θ)μ/(μ + μ)其中，ΔR/R为电阻的变化率，θ为外加磁场与电流方向的夹角，μ为电子迁移率，μ为磁阻系数。
四、实验仪器与材料1. 磁阻效应实验装置；2. 恒温磁源；3. 电流表；4. 电压表；5. 磁阻材料样品。
五、实验步骤1. 将磁阻材料样品放置在实验装置中；2. 调节恒温磁源，使外加磁场强度分别为0、0.5T、1T、1.5T、2T；3. 测量不同磁场强度下磁阻材料样品的电阻值；4. 记录实验数据，绘制电阻随磁场强度的变化曲线。
六、实验结果与分析1. 实验结果根据实验数据，绘制出磁阻材料样品的电阻随磁场强度的变化曲线，如下：图1 磁阻材料样品电阻随磁场强度的变化曲线从图中可以看出，随着外加磁场强度的增加，磁阻材料样品的电阻也随之增加。
当外加磁场强度为2T时，电阻增加幅度最大。
2. 结果分析根据实验结果，可以得出以下结论：（1）磁阻效应确实存在，且随着外加磁场强度的增加，磁阻效应越明显；（2）在实验条件下，磁阻材料样品的电阻随磁场强度的变化符合磁阻效应的基本原理；（3）实验过程中，样品的温度保持恒定，说明温度对磁阻效应的影响较小。
七、实验误差分析1. 实验过程中，由于仪器精度和人为操作等因素，实验数据存在一定的误差；2. 实验装置的磁场强度可能存在一定的偏差；3. 实验过程中，样品的电阻测量可能受到接触不良等因素的影响。
磁阻效应实验报告数据
磁阻效应实验报告数据一、实验目的本实验旨在探究磁阻效应，了解磁阻效应的基本原理和表现，并通过实验数据分析磁阻效应在实践中的应用。
二、实验原理磁阻效应是指当电流通过磁性材料制成的导体时，磁场会对电流产生阻碍作用，导致电阻值发生变化的现象。
这种现象可以通过磁阻定律进行描述。
磁阻定律指出，磁阻与电流和磁场方向之间的关系可以用以下公式表示：Rm = μ0 × H / I其中，Rm为磁阻，μ0为真空中的磁导率，H为磁场强度，I为电流。
当磁场与电流垂直时，磁阻最大；当磁场与电流平行时，磁阻最小。
三、实验步骤1.准备实验器材：磁性材料制成的导体、电源、电阻器、电流表、磁场发生器、数据采集器等。
2.将电源、电阻器、电流表、磁场发生器与磁性材料制成的导体连接起来，构成一个闭合回路。
3.将数据采集器与磁性材料制成的导体连接起来，以便记录实验数据。
4.开启电源，使电流通过磁性材料制成的导体，并调节磁场发生器的强度，观察磁阻效应的变化。
5.记录实验数据，包括电流值、磁场强度和磁阻值。
6.分析实验数据，得出结论。
四、实验数据分析实验数据如下表所示：根据实验数据，我们可以看出：1.当磁场强度一定时，随着电流的增大，磁阻也相应增大。
这是因为磁场对电流的阻碍作用随着电流的增大而增大。
2.当电流一定时，随着磁场强度的增大，磁阻也相应增大。
这是因为磁场强度增大时，磁场对电流的阻碍作用也相应增大。
通过分析实验数据，我们可以得出以下结论：磁阻效应与电流和磁场方向密切相关，当电流和磁场方向垂直时，磁阻最大；当电流和磁场方向平行时，磁阻最小。
此外，随着电流和磁场强度的增大，磁阻也相应增大。
这些结论与磁阻定律相符，证明了磁阻效应的存在和表现。
五、实验结论与应用通过本实验，我们验证了磁阻效应的存在和表现，并得出了磁阻与电流和磁场方向之间的关系。
这种效应在实践中有着广泛的应用，如用于制造磁性传感器、磁性存储器和磁性电机等。
此外，磁阻效应还可以用于测量磁场强度和电流强度等方面，具有较高的实用价值。
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1. 了解磁阻效应的基本原理及测量磁阻
效应的方法.
2. 测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强
度的关系.
物理学实验教学示范中心
电磁学实验
磁阻效应 - 实验原理 一定条件下，导电材料的电阻值R随磁感应强度B的变化规律称为磁阻效应。如图1所 示，当半导体处于磁场中时，导体或半导体的载流子将受洛仑兹力的作用，发生偏转， 在两端产生积聚电荷并产生霍耳电场。如果霍耳电场作用和某一速度载流子的洛仑兹 力作用刚好抵消，那么小于或大于该速度的载流子将发生偏转，因而沿外加电场方向 运动的载流子数量将减少，电阻增大，表现出横向磁阻效应。若将图1中a端和b端短路， 则磁阻效应更明显。通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小，即用Δρ/ρ（0）表 示。其中ρ（0）为零磁场时的电阻率，设磁电阻在磁感应强度为B的磁场中电阻率为ρ （B），则Δρ=ρ（B）-ρ（0）。由于磁阻传感器电阻的相对变化率ΔR/R（0）正比于 Δρ/ρ（0），这里ΔR=R（B）-R（0），因此也可以用磁阻传感器电阻的相对改变量 ΔR/R（0）来表示磁阻效应的大小。 实验证明，当金属或半导体处于较弱磁场中时，一般磁阻传感器电阻相对变化率ΔR/R （0）正比于磁感应强度B的平方，而在强磁场中ΔR/R（0）与磁感应强度B呈线性关系。 磁阻传感器的上述特性在物理学和电子学方面有着重要应用。 处于磁场中的磁阻器件和一个外接电阻串联，接在恒流源的分压电路中，通过对R的调 节可以调节磁阻器件中电流的大小，电压表联接1或2可以分别监测外接电阻的电压和 磁阻器件的电压。 阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。同霍尔效应一 样，磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到洛伦兹力而产生的。在达到稳态时，某— 速度的载流子所受到的电场力与洛伦兹力相等，载流子在两端聚集产生霍尔电场，比 该速度慢的载流子将向电场力方向偏转，比该速度快的载流子则向洛伦兹力方向偏转。 这种偏转导致载流子的漂移路径增加。或者说，沿外加电场方向运动的载流子数减少， 从而使电阻增加。这种现象称为磁阻效应。若外加磁场与外加电场垂直，称为横向磁 阻效应；若外加磁场与外加电场平行，称为纵向磁阻效应。一般情况下，载流子的有 效质量的驰豫时时间与方向无关，则纵向磁感强度不引起载流子偏移，因而无纵向磁 阻效应。 目前，磁阻效应广泛用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、 GPS导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领域
电磁学实验
实验原理
当导体或半导体 处于磁场中时， 导体或半导体的 载流子将受洛仑 兹力的作用，发 生偏转,在两端产 生积聚电荷并产 生霍耳电场。
电磁学实验
图1 霍尔效应
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实验原理
B IS
a + + + + + +
v
FE -e FB
-
-
-
b
-
-
UR
在霍耳电场和外加磁场的 共同作用下，沿外加电场 方向运动的载流子数量将 减少，电阻增大，也就是 由于磁场的存在 ,增加了电 阻,此现象称为磁阻效应。 如果将图2中a端和b端短 路,磁阻效应更明显。
物理学实验教学示范中心 电磁学实验
作 业
1.磁阻效应是怎样产生的? 磁阻效应和霍尔效 应有何内部联系?
2.实验时为何要保持霍尔工作电流和流过磁阻
元件的电流不变? 3.不同的磁场强度时, 磁阻传感器的电阻值与 磁感应强度的关系有何变化? * 4.磁阻传感器的电阻值与磁场的极性和方向有 何关系?
图2 磁阻效应
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电磁学实验
实验原理
通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小， 即用Δρ/ρ(0)表示。其中ρ(0)为零磁场时的电阻率， 设磁电阻电阻值在磁感应强度为B的磁场的电阻率 为ρ(B)，则
Δρ=ρ(B)-ρ(0)
由于磁阻传感器电阻的相对变化率ΔR/R(0)正 比于Δρ/ρ(0)，因此也可以用磁阻传感器电阻的 相对改变量ΔR/R(0)来表示磁阻效应的大小.
0 10 20
100
150
500 275
物理学实验教学示范中心 电磁学实验
注意事项
1.不要在实验仪器附近放置具有磁性的物品. 2.加电前必须保证测试仪的调节和调节旋钮 均置零位(即逆时针旋到底)。工作电流不 超过1mA。 3.严禁在励磁线圈加电后插拔励磁电流连线! 因为此时会有极强的感应电压,可能损坏仪 器.如须插拔励磁电流连线,应将励磁电流 调至最小,再关闭电源,才可进行插拔!
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电磁学实验
每一个数据点测量两组数据：磁场强度和磁电阻（电压）
霍尔、磁阻元件
IM
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磁阻效应测量电路示意图——伏安法
Байду номын сангаас
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电磁学实验
实 验 仪 器
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数 据 表 格
ΔR/R(0) ~B关系曲线 （IS=1mA） 电磁铁 IM(mA) InSb UR(mV) ΔR/R(0) ~B关系 B(mT) R(Ω) ΔR/R(0)
ΔR=R(B)-R(0)
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实验原理
R R (0)
0
B /T
图2 磁阻效应曲线
一般情况下外加磁场较 弱时，电阻相对变化率 正比于磁感应强度 B 的 二次方；随磁场的加强， 与磁感应强度 B 呈线性 函数关系；当外加磁场 超过特定值时，与磁感 应强度 B 的响应会趋于 饱和。
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电磁学实验
实验原理
一定条件下，导电材料的电阻值R随磁 感应强度B变化的规律称为磁阻效应。应用 这种效应做成的传感器称为磁阻元件。
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实验操作要求
1. 在锑化铟磁阻传感器工作电流保持不变的条 件下（ I S =1mA ） , 测量锑化铟磁阻传感器的 电阻与磁感应强度的关系，作△ R/R(0)~B 关 系曲线。 2.用磁阻传感器测量一个未知的磁场强度 (275mT),与毫特计测得的磁场强度相比较,估 算测量误差.