磁阻效应实验
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：
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。
（一）实验目的
500.0
保养与维护
1、需将传感器固定在磁铁间隙中，不可弯折。 2、不要在实验仪附近放置具有磁性的物品。 3、不得外接传感器电源。 4、开机后需预热10分钟，再进行实验。 5、外接电阻应大于200欧姆。
小结：
1. 实验目的 2. 实验仪器 3. 实验原理 4. 实验内容 5. 实验数据表格及数据处理
通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小，即用 (0)
表示。其中 (0)为零磁场时的电阻率， ( B)为在磁场强度为B时 的电阻率，则 (B) (0)。由于磁阻传感器电阻的相对变 化率 R R(0) 正比于 (0)，这里 R R(B) R(0) 。 R(0),R(B) 分别为磁场强度为0和B下磁阻传感器的电阻阻值。因此也可 以用磁阻传感器电阻的相对改变量R R(0) 来表示磁阻效应的 大小。
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。 3、对此关系曲线的非线性区域和线性区 域分别进行拟合。
（二）实验仪器 FD-MR-II型磁阻效应组合实验仪
6
7
FD-MR-II 磁阻效应实验仪
8 9 10
5
mA
mV
mT
电磁铁直流电流源
数字电压表
InSb调节 毫特计调零
电磁铁直流电流源
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。
磁阻效应实验小结
磁阻效应实验小结
磁阻效应是指电流通过垂直于磁场方向的导体时，产生一种垂直于电流方向和磁场方向的电动势的现象。
该实验是通过测量导线两端的电动势与电流之间的关系，来研究磁阻效应的实际运用和原理。
实验过程中，首先将导线连接到电源上，然后将磁铁放置在导线的底部，通过改变电源电压来改变电流的大小。
同时使用一个万用表来测量导线两端的电动势，并且记录下来。
在实验过程中，我们发现了以下几个现象。
首先，当电流大小变化时，导线两端的电动势也会随之变化。
电动势随电流值的增大而增大，随电流值的减小而减小，这与磁阻效应的原理相吻合。
其次，当磁铁与导线的距离变化时，导线两端的电动势也会随之变化。
当磁铁离导线越近时，导线两端的电动势越大，当磁铁离导线越远时，导线两端的电动势越小。
最后，我们还发现了当改变磁铁的方向时，导线两端的电动势也会改变。
当磁铁正对导线时，导线两端的电动势最大，当磁铁与导线垂直时，导线两端的电动势最小。
通过以上实验现象的观察和记录，我们可以得出以下结论。
首先，磁阻效应导致导线两端产生一个垂直于电流和磁场方向的电动势。
其次，电动势的大小与电流的大小成正比，与磁铁和导线的距离的平方反比，与磁铁与导线的夹角有关。
综上所述，磁阻效应实验是研究磁阻效应的一个重要实验。
通过该实验，我们可以深入了解磁阻效应的原理和应用，并且可以通过测量导线两端的电动势与电流之间的关系来研究磁阻效应的特性和规律。
这对于理解电磁现象和应用电磁技术具有重要意义。
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
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.
ΔR=R(B)-R(0)
实验原理
R R(0)
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
实验报告内容包括： （1）实验名称 （2）实验目的 （3）实验原理：原理图、电路图、主要计算公式 （4）数据处理：原始数据重新列表并计算处理 （5）实验结论：阐述得到的规律特征及分析
*（6）误差分析 （7）签字数据
实验原理
B•
+
+
+
a ++
+
IS
FE
v
-e
FB
-----b
UR
图2 磁阻效应
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。
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
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?
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。
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磁阻效应实验
[概述]
磁阻器件由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域应用十分广泛，如：交通车辆检测，导航系统、伪钞检测、位置测量等。
其中最典型的锑化铟（InSb）传感器是一种灵敏度高的磁电阻，有着十分重要的应用价值。
[实验项目]
1、理解磁阻效应、霍尔效应等概念。
2、掌握测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系的一种方法。
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，并对此关系
曲线的非线性区域和线性区域分别进行拟合。
[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2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电阻的大小，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
图1 磁阻效应
对变化率ΔR/R（0）正比于ΔR=R（B）-R（0），因此也对变FD-MR-II 型磁阻效应实验仪，图2为该仪器示意图
ρ/ρ（0），这里Δ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。
[实验仪器]
实验采用
图2 FD-MR-II 磁阻效应实验仪
FD-MR-II 型磁阻-2V 直流数字电压表、效应验仪包括直流双路恒流电源、
0电磁铁、数字式毫特仪（GaAs 作探测器）
、锑化铟（InSb）磁阻传感
器、电阻箱、双向单刀开关及导线等组成。
仪器连接如图2所示。
图3所示实验装置，用于测量磁电阻的电阻值R 与磁感应强度B 之间
的关系。
图3 测量磁电阻实验装置
应强度和磁电阻大小的关系时，步骤]。
按图2和图3接实验线路，将锑化铟（InSb)磁阻传 采用FD-MR-II 型磁阻效应验仪测量磁感在保持锑化铟（InSb) 磁阻传感器电流恒定的情况下，调节通过电磁铁的电流大小，改变电磁铁间隙中磁感应强度的大小， 测出通过锑化铟磁阻传感器两端的电压值，求磁阻传感器的电阻值R，并求出ΔR/R(0)与B 的关系。
[实验内容与1、按图接好实验线路感器与外接电阻串联，并与可调直流电源相接，数字电压的一端连接磁阻传感器和串接电阻公共接点，另一端与单刀双向开关的刀口处相连。
单刀双向开关可分别与串接电阻、锑化铟（InSb)切换，用于测量它们的端电压。
直流励磁恒流源与电磁铁输入端相联，调节输入电磁铁的电流大小，改变电磁铁间隙中磁感应强度的大小。
2、调解锑化铟（InSb)磁电阻和串接电阻通入的电流为I=1.00mA 。
具体操作阻与磁感应强度的对应关系。
测量。
将单刀通过电磁铁的电流I M ，改变电磁铁气息的磁场，由毫特仪读出相应GaAs 和InSb 传感器工作电流应小于3mA。
进行实验。
数据及进行相关计算 是：按图3将单刀双向开关接通测量外接电阻箱的电压，外接电阻箱阻值 R
外
=300.0Ω， 令电压U=300.0mV；调解锑化铟（InSb)电流旋钮，使电压测量
值为U=300.0mV ，则锑化铟（InSb)磁电阻和串接电阻通入的电流I=U/R=300.0/300.0=1.00mA 。
3、测量锑化铟磁阻传感器的电1）、在保持锑化铟（InSb) 磁阻传感器电流恒定的情况下进行双向开关接通锑化铟（InSb）传感器，锑化铟（InSb)磁电阻置于电磁铁气息中，从电磁铁励磁电流为0开始实验测量，此时的磁场很小，忽略不计，调节毫特计为0，此时测得的电阻值为锑化铟（InSb)磁电阻R(0)。
实验中可经常观测外接电阻两端电压是否变化来表明锑化铟（InSb)磁电阻的电流的稳定性。
2）、调节的B值，并由测量通过锑化铟磁阻传感器两端的电压值U R ，求磁阻传感器的电阻值R，同时求出ΔR/R(0)与B的关系,计入表中。
[注意事项]
1、实验时注意
2、需将传感器固定在磁铁间隙中，不可弯折。
3、不要在实验仪附近放置具有磁性的物品。
4、不得外接传感器电源。
5、开机后需预热10分钟，再
6、外接电阻应大于200欧姆。
[数据处理]
1、 记录原始
磁感应强度和磁电阻大小的对应关系表
阻电流I= 磁电mA 电磁铁
InSb
B～ΔR/R(0)对应关系 I /mA M U R /mv B/mT lnB lnΔR/R(0)
/T R/ΩΔR/R(0)
0 0.0 10.0
20.0 30.0
40.
50.0 60.0 70.0
100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0
400.0
2、出B～R/R(0)的系线图。
并写出相应的函数关系式。
作Δ对应关曲
3、 对B～ΔR/R(0)关系曲线进行线性拟合，1）、对B～ΔR/R(0)关系曲线的非线性区域进行线性拟合。
当B〈 T时，令ΔR/R(0)＝kB n
，则ln(ΔR/R(0))=n
lnB+lnk, 经
直线拟合得：n= , k= , 曲线方程为： 2）R/R(0)关系曲线的线性区域进行线性拟合。
、对B～Δ当B 〉 T时，令ΔR/R(0)＝k 1B n1
，则ln(ΔR/R(0))=n 1 lnB+lnk 1 ,经直线拟合得：n 1= , k 1= , 曲线方程为： 。
分析与讨论]
[阻效应？霍耳传感器为何有磁阻效应？
关系和在强磁场1．什么叫做磁2．锑化铟磁阻传感器在弱磁场中电阻值与磁感应强度的中时有何不同？这两种特性有什么应用？。