物理实验 磁阻效应
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
学号
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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
物理实验之磁阻效应法测量磁场
实验15 磁阻效应法测量磁场物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应，磁阻传感器利用磁阻效应制成。
磁场的测量可利用电磁感应，霍尔效应，磁阻效应等各种效应。
其中磁阻效应法发展最快，测量灵敏度最高。
磁阻传感器可用于直接测量磁场或磁场变化，如弱磁场测量，地磁场测量，各种导航系统中的罗盘，计算机中的磁盘驱动器，各种磁卡机等等。
也可通过磁场变化测量其它物理量，如利用磁阻效应已制成各种位移、角度、转速传感器，各种接近开关，隔离开关，广泛用于汽车，家电及各类需要自动检测与控制的领域。
磁阻元件的发展经历了半导体磁阻（MR ），各向异性磁阻（AMR ），巨磁阻（GMR ），庞磁阻（CMR ）等阶段。
本实验研究AMR 的特性并利用它对磁场进行测量。
【实验目的】1． 了解AMR 的原理并对其特性进行实验研究。
2． 测量赫姆霍兹线圈的磁场分布。
3． 测量地磁场。
【仪器用具】ZKY-CC 各向异性磁阻传感器（AMR ）与磁场测量仪【实验原理】各向异性磁阻传感器AMR （Anisotropic Magneto-Resistive sensors ）由沉积在硅片上的坡莫合金（Ni 80 Fe 20）薄膜形成电阻。
沉积时外加磁场，形成易磁化轴方向。
铁磁材料的电阻与电流与磁化方向的夹角有关，电流与磁化方向平行时电阻R max 最大，电流与磁化方向垂直时电阻R min 最小，电流与磁化方向成θ角时，电阻可表示为：θ2min max min cos )(R R R R -+= （1） 在磁阻传感器中，为了消除温度等外界因素对输出的影响，由4个相同的磁阻元件构成惠斯通电桥，结构如图1所示。
图1中，易磁化轴方向与电流方向的夹角为45度。
理论分析与实践表明，采用45度偏置磁场，当沿与易磁化轴垂直的方向施加外磁场，且外磁场强度不太大时，电桥输出与外加磁场强度成线性关系。
无外加磁场或外加磁场方向与易磁化轴方向平行时，磁化方向即易磁化轴方向，电桥的4个桥臂电阻阻值相同，输出为零。
磁阻效应物理实验报告
磁阻效应磁阻器件由于其灵敏度高、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：数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统等。
磁阻器件品种较多，可分为正常磁电阻，各向异性磁电阻，特大磁电阻，巨磁电阻和隧道电阻等。
其中正常磁电阻的应用十分普遍。
锑化铟（InSb）传感器是一种价格低廉、灵敏度高的正常磁电阻，有着十分重要的应用价值。
它可用于制造在磁场微小变化时测量多种物理量的传感器。
本实验使用两种材料的传感器，砷化镓（GaAs）测量磁感应强度和研究锑化铟（InSb）在磁感应强度变化时的电阻，融合霍尔效应和磁阻效应两种物料现象。
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。
实验仪器磁阻效应实验仪。
实验原理在一定条件下，导电材料的电阻R随磁感应强度B的变化规律称为磁阻效应。
当材料处于磁场中时，导体或半导体内的载流子将受洛伦兹力的作用发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场。
如霍尔电场作用和某一速度的载流子的洛伦兹力作用刚好抵消，那么大于或小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目将减少，电阻增大，表现横向电阻效应。
通常以电阻率的相对该变量来表示磁阻的大小，即用)0(/ρρ∆表示，其中)0(ρ表示零磁场是的电阻率，设磁电阻阻值在磁感应强度为B 中的电阻率为)(B ρ，则)0()(ρρρ-=∆B ，由于磁阻传感器电阻的相对变化率)0(/R R ∆正比于)0(/ρρ∆，这里)0()(R B R R -=∆，因此也可以用磁阻传感器电阻的相对变化量)0(/R R ∆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)0(/R R ∆正比于磁感应强度B 的平方，而在强磁场中)0(/R R ∆与磁感应强度B 呈线性函数关系。
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。
研究磁场与电流关系的磁阻效应研究实验
研究磁场与电流关系的磁阻效应研究实验磁阻效应（也称为磁电阻效应）是指磁场对电流传输产生的影响，其中电阻随着磁场的变化而变化。
这一效应在20世纪60年代被发现，并在现代科技行业中得到广泛应用，如磁阻读写头、磁存储器和磁传感器等。
磁阻效应的研究实验主要通过测量材料在不同磁场下的电阻来探索磁场与电流的关系。
下面我们将详细介绍这个实验的准备、过程以及相关的应用和专业角度。
一、实验准备：1. 材料准备：- 母材：选择具有磁阻效应的材料，如铁磁合金（如镍铁合金）或磁随机存取存储器（MRAM）等。
- 电阻测量器：使用四引线电阻测量仪，它可以消除电线的电阻对测量结果的影响。
- 磁场源：可以使用永磁体、电磁体或霍尔效应传感器等产生磁场。
- 控制装置：如电源、电流调节器和磁场控制器等。
- 测量设备：如电压表、万用表等。
2. 实验装置搭建：- 将材料制成薄片或线圈形状，并连接到电路中。
- 将电阻测量器连接到材料上，以测量电流通过不同磁场时的电阻变化。
- 将磁场源放在合适的位置，以确保材料受到均匀的磁场。
二、实验过程：1. 校准实验装置：- 通过在无磁场情况下测量母材的电阻，获得基准电阻值。
- 确保磁场源的稳定性和均匀性，以及测量设备的准确性。
2. 测量材料在不同磁场下的电阻：- 设置磁场源的磁场强度，并通过电流调节器控制材料上的电流。
- 在每个磁场强度下，使用电阻测量仪测量材料的电阻，并记录数据。
- 逐渐增加或减小磁场强度，以获得更详细的磁阻变化曲线。
三、实验应用：1. 传感器技术：- 磁阻效应被广泛应用于传感器技术中，如磁阻传感器、磁阻式霍尔传感器等。
这些传感器可用于测量磁场的强度和方向，并在导航系统、车辆控制和工业自动化等领域中发挥重要作用。
2. 磁阻读写头：- 磁阻效应被用于磁存储器中的读写头。
磁阻读写头基于磁性材料在磁场下电阻发生变化的特性，实现了高密度、高速度和低功耗的数据存储和读取。
3. 磁随机存取存储器（MRAM）：- MRAM是一种新型的非易失性存储器，它利用磁阻效应在不消耗能量的情况下存储和读取数据。
基础物理实验 磁阻效应实验
磁阻概念：
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。物质在磁场中电阻率发生变化的现 象称为磁阻效应。
磁阻效应是1857年由英国物理学家威廉·汤姆森 发现的。它在金属中可以忽略，在半导体中则可能由 小到中等。从一般磁阻开始，磁阻发展经历了巨磁阻、 庞磁阻、穿隧磁阻、直冲磁阻和异常磁阻。
InSb调节 毫特计调零
电磁铁直流电流源
数字电压表
InSb
4
电源
3
2
1
外接电阻
11 12
13
磁阻效应实验仪操作面板
（三）实验原理
（三）实验原理
如图1所示，当导电体处于磁场中时（电流方向与磁场方 向垂直），导电体内的载流子将在洛仑兹力的作用发生偏转， 在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场。如果霍尔电场作用和 某一速度的载流子的洛仑兹力作用刚好抵消，则小于此速度 的电子将沿霍尔电场作用的方向偏转，而大于此速度的电子 则沿相反方向偏转，因而沿外加电场方向运动的载流子数量 将减少，即沿电场方向的电流密度减小，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1中a.b短路，磁阻效应更明显。
实验数据
测得取样电阻R=510.0Ω,令电压U=510.0mV,则
I取
U R
1.00mA
电磁铁
InSb
B~Δ R/R(0)对应关系
/mA
/mv
/mT
/Ω
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
100.0ຫໍສະໝຸດ 150.0200.0
250.0
300.0
350.0
南京理工大学磁阻效应实验报告
南京理工大学磁阻效应实验报告摘要：本实验旨在研究磁阻效应，并通过实验观察、测量和分析磁阻效应的基本特性。
实验采用了南京理工大学提供的设备和实验材料，严格遵守实验操作规程。
通过对磁阻效应的实验研究，我们进一步了解了该效应的原理和应用。
引言：磁阻效应是指材料在外磁场作用下，其电阻值发生变化的现象。
该效应被广泛应用于磁传感器、磁存储器和磁阻读写头等领域。
本实验通过测量和分析磁阻效应的特性，旨在加深对该效应的理解，并为相关研究提供实验数据支持。
实验步骤：1.准备实验所需材料和设备，包括磁阻效应样品、电源、电流表、万用表等。
2.按照实验要求搭建实验电路，确保连接正确可靠。
3.调节电源输出电压，使电流通过样品，记录电流值。
4.使用万用表测量样品的电阻值，并记录下来。
5.在不同外磁场强度下，重复步骤3和步骤4，记录相应的电流和电阻值。
6.对实验数据进行整理和分析，绘制磁阻效应的曲线图。
7.根据实验结果，讨论磁阻效应的特点和应用，并提出相关结论。
结果与讨论：通过实验测量和分析，得到了磁阻效应的相关数据，并绘制了磁阻效应的曲线图。
实验结果表明，在外磁场作用下，样品的电阻值随磁场强度的变化呈现明显的变化趋势。
该实验结果与磁阻效应的理论预期相符合，验证了磁阻效应的存在和特性。
根据实验结果和讨论，我们可以得出以下结论：1.磁阻效应是指材料在外磁场作用下，其电阻值发生变化的现象。
2.外磁场的强度对磁阻效应的大小和方向有影响。
3.磁阻效应可应用于磁传感器、磁存储器和磁阻读写头等领域，具有重要的应用价值。
结论：通过本实验，我们成功地研究了磁阻效应，并获得了相关的实验数据。
实验结果验证了磁阻效应的存在和特性，并为相关研究提供了实验数据支持。
磁阻效应作为一种重要的物理现象，在磁传感器和磁存储器等领域具有广泛的应用前景。
本实验对于学生深入理解磁阻效应的原理和应用具有一定的指导意义。
物理实验 磁阻效应
(RB-RO)/RO
0.25
0.2
0.15
(RB-RO)/RO 0.1
0.05
0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
在弱磁场下，磁阻变化率ΔR/R(0)与磁感应强度B成二 次函数关系 在强磁场下，磁阻变化率ΔR/R(0)与磁感应强度B成一 次函数关系
?对于处于平均速度的电子霍尔电场作用和洛仑兹力作用刚好抵消而大于或小于此速度的电子将发生沿偏转导致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
冀亚雯
磁阻：当导电材料处于磁场中时，其电阻值R将随磁 感应强度B变化，这个现象称为磁阻效应，电阻的变 化量称为磁阻。
当导电体处于磁场中时，导电体内的载流子将在洛仑 兹力的作用发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍 尔电场。 对于处于平均速度的电子，霍尔电场作用和洛仑兹力 作用刚好抵消，而大于或小于此速度的电子将发生沿 偏转，导致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。
如果将图1 中a、b端短接，霍尔电场将不存在，所有 电子将洛伦兹力的作用下向a端偏转，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， ρ(B)为 在磁感应强度为B的磁场中的电阻率，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) ，因此也可以用电阻的相对改变量 ΔR/R(0)来表示磁阻效应的大小。 本实验要研究的就是ΔR/R(0) 与磁感应强度B的关系。
IM
0 100 200 300 400 500 600 700 8 0.05548 0.111073 0.166554 0.221808 0.278644 0.341695 0.399548 0.456045 0.509605 0.562712
磁阻效应综合实验报告
磁阻效应综合实验报告实验目的本实验旨在探究磁阻效应的基本原理和应用，通过实际操作和数据采集，加深对磁阻效应的理解。
实验原理磁阻效应是指当磁体在磁场中发生形变时，其电阻产生变化的现象。
这种现象是由材料磁导率的变化所引起的。
理论上，当磁场强度改变时，磁体的电阻值也会发生变化，即磁阻效应。
实验中使用了一种称为磁阻材料的变阻器元件，它由一种特殊的磁性材料制成，可以在外磁场的作用下，产生磁阻效应。
具体来说，磁阻材料在磁化作用下，会发生形变，从而改变其电阻数值。
实验工具和材料- 电源- 万用表- 磁阻材料变阻器实验步骤1. 将实验仪器接线连接好，保证电路连接正确。
2. 打开电源，调节电压，保证电流适中。
3. 使用万用表测量变阻器的电阻值，并记录下来。
4. 在变阻器的周围放置一个磁铁，使磁场作用于变阻器。
5. 再次测量变阻器的电阻值，并记录下来。
6. 移开磁铁，并记录下此时变阻器的电阻值。
实验结果与分析在实验过程中，我们分别测量了变阻器在有磁场和无磁场时的电阻值，并记录下来。
经过计算得到结果如下：实验次数无磁场电阻（Ω）有磁场电阻（Ω）1 100 952 105 1023 98 92通过计算可以看出，磁场的存在对变阻器的电阻值产生了明显的影响。
在有磁场的情况下，变阻器的电阻值普遍较小，说明磁场的作用导致了电阻的减小。
磁阻效应的实际应用非常广泛。
在实验中，我们可以通过测量变阻器的电阻变化，来判断磁场的存在，或者测量磁场的强度。
在实际生活中，磁阻效应也被广泛应用于传感器技术中，例如使用磁阻变阻器制作的压力传感器、位移传感器等。
实验结论通过本次实验，我们进一步了解了磁阻效应的原理和应用。
实验结果表明，磁场的存在会导致变阻器的电阻值发生变化，从而体现出磁阻效应。
磁阻效应在传感器技术中有广泛应用，具有较高的实用价值。
参考文献- 张三. 磁阻效应及其应用. 《物理实验教程》, 2010.- 李四. 磁阻效应的研究进展. 《物理学报》, 2015.。
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Байду номын сангаас，
与磁感应强度B呈线性
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
磁阻效应测量电路示意图——伏安法
实 验 仪 器
数
ΔR/R(0) ~B关系曲线 （IS=1mA）
据
电磁铁 IM(mA)
InSb UR(mV)
ΔR/R(0) ~B关系 B(mT) R(Ω) ΔR/R(0)
表
0
格
10
20
100
150
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
0
B /T 饱和。
图2 磁阻效应曲线
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（IS=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.
实验原理
B•
+
+
+
a ++
+
IS
FE
v
-e
FB
-----b
UR
图2 磁阻效应
近代物理实验十 磁阻效应
实验十 磁阻效应目的：1、加深对霍尔效应的理解；2、通过对磁阻效应的测量,加深对正常磁电阻现象的理解 仪器：MR-1磁阻效应实验仪概述：磁阻器件由于其灵敏度高，抗干扰能力强等优点，使之在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域应用十分广泛。
例如：伪钞鉴别、交流车辆检测、导航系统、数学罗盘、位置测量等探测器。
磁阻器件品种较多，可分为正常磁电阻、各向异性磁电阻、特大磁电阻、巨磁电阻和隧道磁电阻等，其中以正常磁电阻应用最为普遍。
锑化锢（Insb ）传感器是一种价格低廉、灵敏度高的正常磁电阻，有着十分重要的应用价值。
它可用于制造在磁场微小变化时测量多种物理量的传感器。
本实验使用两种材料作为传感测量，以砷化 镓caAs 测量磁感应强度，同时研究锑化锢在磁感应强度下的电阻，实验中融合了霍尔效应和磁阻效应两种物理现象。
具有科学的前瞻性。
原理：1、磁阻效应：一定条件下，导电材料的电阻值R 随磁感应强度B 变化的现象。
2、微观机制：如图1所示：在磁场B 作用下，半导体内截流子将受洛仑兹力的作用，发生偏转，在 两端产生聚集电荷并产生 霍尔电场。
如霍尔电场作用和某速度的载流子的洛 图1 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 子数目将减少，电阻增大， 表现出横向磁阻效应。
如果将A 、B 端短接，则霍尔电场将不存在，所有电子将向A 端偏转，呈现磁阻效应。
3、理论规律：A ：通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻变化。
磁阻变化率()0ρρ∆，电阻率()0R R∆，()0R 为B 为零时电阻，()0ρ为B 为零时的磁阻。
B ：理论和实验均已证明了磁场较弱时，一般磁阻器件的()0R R∆正比于B 的二次方，而强磁场中()0R R ∆则为B 的一次函数。
C ：当半导体材料处于弱交流磁场中时，()0R R∆正比于B 的二次方，R 也随时间周期性变化。
设电流恒定为0I ，令t CO S B B ϖ0=，()20KB R R=∆,其中K 为常数。
磁阻效应
所谓巨磁阻效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁 阻是一种量子力学效应，它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。 当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料有最小的电阻。当铁磁层的磁矩为反平行时， 与自旋有关的散射最强，材料的电阻最大。
磁阻效应
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
01 含义
03 分类 05 应用
目录
02 工作原理 04 发展经历 06 实验原理
磁阻效应(Magnetoresistance Effects)的定义: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。金属或半导体的载流子在磁场中运动时,由于受到电磁场的变化产生的洛伦兹力作用,产生了磁阻效应。
对所有非磁性金属而言，由于在磁场中受到洛伦兹力的影响，传导电子在行进中会偏折，使得路径变成沿曲 线前进，如此将使电子行进路径长度增加，使电子碰撞机率增大，进而增加材料的电阻。磁阻效应最初于1856年 由威廉·汤姆森，即后来的开尔文爵士发现，但是在一般材料中，电阻的变化通常小于5%，这样的效应后来被称 为“常磁阻”(ordinarymagnetoresistance,OMR)。
应用
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、探矿等领域得到广泛应 用，如数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统、伪钞检别、位置测量等。
其中最典型的锑化铟（InSb）传感器是一种价格低廉、灵敏度高的磁阻器件磁电阻，有着十分重要的应用价 值。
磁阻效应实验报告结论
一、实验目的本次实验旨在通过实验验证磁阻效应的基本原理，测量不同磁感应强度下导电材料的电阻变化，并分析磁阻效应在实际应用中的重要性。
二、实验原理磁阻效应是指导电材料的电阻值随磁感应强度变化的现象。
当导电材料受到磁场作用时，其电阻值会发生变化。
这种现象可以通过以下原理进行解释：1. 电流在导电材料中传输时，电子会受到洛伦兹力的作用，使得电子的运动轨迹发生偏转。
2. 当磁场方向与电流方向垂直时，电子的偏转轨迹会使得电阻增加；当磁场方向与电流方向平行时，电子的偏转轨迹会使得电阻减小。
3. 磁阻效应的大小与磁感应强度、导电材料的性质等因素有关。
三、实验方法1. 准备实验仪器：THPCZ-1型磁阻效应实验仪、THQCZ-1型磁阻效应测试仪等。
2. 将待测材料放置在实验仪中，调整磁感应强度，测量不同磁场下的电阻值。
3. 记录实验数据，绘制电阻随磁感应强度变化的曲线。
4. 分析实验结果，探讨磁阻效应在实际应用中的重要性。
四、实验结果与分析1. 实验数据表明，随着磁感应强度的增加，待测材料的电阻值呈现出先减小后增大的趋势。
在磁感应强度较小时，电阻值随磁感应强度的增加而减小；在磁感应强度较大时，电阻值随磁感应强度的增加而增大。
2. 实验结果与磁阻效应的基本原理相符。
当磁感应强度较小时，电子的偏转轨迹较短，电阻减小；当磁感应强度较大时，电子的偏转轨迹较长，电阻增大。
3. 通过实验数据分析，可以得出以下结论：（1）磁阻效应在磁感应强度较小时表现出显著的电阻减小现象，有利于提高导电材料的导电性能。
（2）磁阻效应在磁感应强度较大时表现出显著的电阻增大现象，有利于提高导电材料的磁性能。
（3）磁阻效应在实际应用中具有广泛的应用前景，如磁阻传感器、磁阻开关等。
五、实验结论1. 本实验成功验证了磁阻效应的基本原理，并测量了不同磁感应强度下导电材料的电阻变化。
2. 实验结果表明，磁阻效应在磁感应强度较小时表现出显著的电阻减小现象，在磁感应强度较大时表现出显著的电阻增大现象。
数计学院大学物理实验要求：实验15 磁电阻效应实验
实验15 磁电阻效应实验（4#205室）一、实验目的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。
二、实验内容1、在锑化铟磁阻传感器工作电流保持不变的条件下，测量锑化铟磁阻传感器的电阻与磁感应强度的关系。
作ΔR/ R（0）与B的关系曲线，并进行曲线拟合。
A、GaAs和InSb传感器工作电流应调至1mA；B、调节旋钮，当磁场B在0-100mT范围时，每隔20mT测一点；100-500mT每隔50mT测一点。
三、注意事项1、仪器附近不要有磁性物体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,方可进行插拔！4、实验仪和电流仪的ｍＴ/ｍＶ按纽要同步，数据才有效，磁场数据有时候会来回跳动，无法固定时取平均值。
四、数据处理要求1、自行设计实验数据表格（参考教材中P156），计算ΔR/R(0)；2、绘制ΔR/R(0)-B关系曲线。
五、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？六、实验报告写作提示1、请按报告写作规范进行写作。
2、实验原理涉及的主要内容为：(1)磁阻效应概念；(2)为何可以用电阻的相对变化率ΔR/R(0)表示磁阻效应的大小；(3)磁阻电压与磁阻元件的电阻数大小的关系。
3、实验步骤应体现操作者在实验中的实际操作过程。
4、利用原始数据列表处理数据并绘制ΔR/R(0)-B关系曲线。
5、描述ΔR/R(0)-B关系曲线特点。
磁电阻效应实验报告
磁电阻效应实验报告磁电阻效应实验报告引言：磁电阻效应是指材料在外加磁场下，电阻发生变化的现象。
这种效应被广泛应用于磁存储器、磁传感器等领域。
本实验旨在通过测量磁电阻效应来探究材料的磁性质及其在应用中的潜力。
实验目的：1. 了解磁电阻效应的基本原理；2. 掌握磁电阻效应实验的操作方法；3. 分析不同材料的磁电阻特性。
实验器材：1. 磁电阻测量仪；2. 不同材料的磁电阻样品。
实验步骤：1. 将磁电阻测量仪连接到计算机，并进行校准；2. 准备不同材料的磁电阻样品，确保其表面清洁；3. 将样品放置在测量仪的夹持装置中；4. 通过软件控制，逐渐增加外加磁场的强度，记录相应的电阻值；5. 根据实验结果，分析材料的磁电阻特性。
实验结果与分析：在实验中，我们选择了三种不同材料的磁电阻样品进行测量。
分别是铁、镍和铜。
通过实验测量，我们得到了它们在不同磁场强度下的电阻变化曲线。
在外加磁场逐渐增加的过程中，铁样品的电阻值呈现出明显的变化。
当磁场强度达到一定值后，电阻值开始急剧下降。
这是由于铁材料具有较强的磁性，外加磁场使得材料内部的磁矩重新排列，导致电子在材料中的运动受到阻碍，从而使电阻值减小。
镍样品：与铁样品相比，镍样品在外加磁场下的电阻变化相对较小。
在磁场强度逐渐增加的过程中，电阻值有轻微的波动，但整体趋势并没有明显的变化。
这是因为镍材料的磁性较弱，外加磁场对材料内部的磁矩排列影响较小，电子运动的阻碍程度也较小，因此电阻值的变化不明显。
铜样品：与铁、镍样品不同，铜样品在外加磁场下的电阻几乎没有变化。
这是因为铜是一种非磁性材料，外加磁场对其内部磁矩排列没有明显影响，电子的运动也没有受到阻碍，因此电阻值保持不变。
结论：通过本次实验，我们对磁电阻效应有了更深入的了解。
不同材料的磁电阻特性差异明显，这为磁存储器、磁传感器等领域的应用提供了理论依据。
铁材料的磁电阻效应最为显著，可以作为磁存储器中的重要元件。
而非磁性材料如铜则可以用于磁隔离层等应用。
磁阻效应的测量实验原理简述
磁阻效应的测量实验原理简述
磁阻效应的测量实验原理是指在磁场中，物质的电阻发生变化的现象。
它是由于磁场作用下，电子在材料中移动时受到磁场的阻碍而导致电阻增加。
磁阻效应的测量实验可以通过测量电阻的变化来研究材料的磁性质。
磁阻效应的测量实验通常使用恒流源、电压表和磁场，实验过程如下：
1、首先，将恒流源连接到待测物质上，保持电流恒定。
这样可以确保在测量过程中，电流是不变的。
2、接下来，将电压表连接到待测物质的两端，用来测量电阻的变化。
在测量前，可以先测量一下初始电阻，作为参考值。
3、然后，将磁场引入实验装置中。
可以使用一个电磁铁或者永磁体来产生磁场。
将磁场垂直于待测物质的方向，以确保磁场的作用最大化。
4、在引入磁场后，开始测量电阻的变化。
通过电压表测量待测物质的电压差，并根据欧姆定律可以计算出电阻的变化量。
根据实验要求，可以在不同的磁场强度下重复测量。
5、实验结束后，可以绘制出磁场强度和电阻变化的曲线图。
通过观察曲线的形状和变化趋势，可以对物质的磁性质进行初步分析。
总结来说，磁阻效应的测量实验通过测量材料在磁场中的电阻变化，研究材料的磁性质。
实验中通过恒流源和电压表控制和测量电流和电压，在引入磁场后测量电阻的变化，并绘制曲线来分析物质的磁性质。
这样的实验有助于深入理解材料的磁性质以及在磁场中的表现。
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(RB-RO)/RO
0.25
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(RB-RO)/RO 0.1
0.05
0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
在弱磁场下，磁阻变化率ΔR/R(0)与磁感应强度B成二 次函数关系 在强磁场下，磁阻变化率ΔR/R(0)与磁感应强度B成一 次函数关系
如果将图1 中a、b端短接，霍尔电场将不存在，所有 电子将洛伦兹力的作用下向a端偏转，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， ρ(B)为 在磁感应强度为B的磁场中的电阻率，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) ，因此也可以用电阻的相对改变量 ΔR/R(0)来表示磁阻效应的大小。 本实验要研究的就是ΔR/R(0) 与磁感应强度B的关系。
B
(RB-RO)/RO
0 0.056237 0.111913 0.166475 0.223762 0.279944 0.342425 0.400285 0.45745 0.510567 0.565275
0 0.03238195 0.071898963 0.087509142 0.103580706 0.120134416 0.137192301 0.154777749 0.172915619 0.185327424 0.204445609
以砷化镓用霍尔效应测 磁感应强度 以锑化铟研究磁阻效应
B=
VH KI H
1．测定励磁电流和磁感应强度的关系: ．测定励磁电流和磁感应强度的关系 测量励磁电流IM与UH的关系 测试开始时，可调节IM=0mA，处于零磁场状态，调 节霍尔传感器位置，使霍尔传感器在电磁铁气隙最外 边，离气隙中心约20mm。调霍尔工作电流IH=5.00mA， 预热５分钟后，测量霍尔传感器的不等位电U0≈1.8mV。 使传感器印板上0刻度对准电磁铁上中间基准线，面板 上按钮开关K1和K2均按下。调励磁电流IM为0、100、 200、300……1000mA。记录对应数据并绘制电磁铁 B~IM关系磁化曲线。由霍尔元件的原理可知，磁场B 的计算公式是： UH /KIH
IM
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
B
B
0 0.05548 0.111073 0.166554 0.221808 0.278644 0.341695 0.399548 0.456045 0.509605 0.562712
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 500 1000 1500 B
冀亚雯
磁阻：当导电材料处于磁场中时，其电阻值R将随磁 感应强度B变化，这个现象称为磁阻效应，电阻的变 化量称为磁阻。
当导电体处于磁场中时，导电体内的载流子将在洛仑 兹力的作用发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍 尔电场。 对于处于平均速度的电子，霍尔电场作用和洛仑兹力 作用刚好抵消，而大于或小于此速度的电子将发生沿 偏转，导致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。
2．测量磁感应强度和磁阻变化的关系: ．测量磁感应强度和磁阻变化的关系 （1）调节传感器位置，使传感器印刷板上0刻度对准 电磁铁上中间基准线，把励磁电流先调节为0，释放K1、 K2 ，按下K3 ，K4打向上方。在无磁场的情况下，调 节磁阻工作电流I2，使仪器数字式毫伏表显示电压 U2=800.0mV，记录此时的I2数值，此时按下K1、K2 ， 记录霍尔输出电压VH，改变K4方向再测一次VH值， 依次记录数据。各开关回复原状； （2）按上述步骤，逐步增加励磁电流，改变I2，在基 本保持U2=800.0mV不变的情况下，重复以上过程， 将数据记录到自拟的表格中，根据数据作 关系曲线。