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题型:科普阅读题 题类:常考题 难易度:普通

超导体的特点+++++++++ 9

阅读短文,回答问题:

超导体材料

1911年,荷兰科学家卡末林﹣昂内斯用液氦冷却汞,当温度下降到4.2K(零下268.95℃)时,水银的电阻完全消失.当温度降低到足够低时,有些材料的电阻变为零,这即为超导现象,我们也把这一温度称为超导温度.

在物理学中有一种物体能吸引大头针、回形针等,我们把这种物体称为磁体,而磁体之所以能吸引大头针、回形针等,说明磁体周围存在一种物质,它叫做磁场.1933年德国物理学家迈斯纳和奥森菲尔德对锡单晶球超导体做磁场分布进行测量时发现,在小磁场中把金属冷却进入超导态时,超导体内部的全部磁场会遭排斥,除了超导体表面之外,材料内部没有任何磁场.这一实验表明了超导体的另一个极为重要的性质﹣﹣﹣完全抗磁性,这就是著名的迈斯纳效应

迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性,并有效减少机械磨损.另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承,将轴承转速提高到每分钟10万转以上.

(1)、当温度降低到足够低时,有些材料的变为零,这即为超导现象.
(2)、荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质,也称迈斯纳效应.
(3)、利用超导材料输电,可最大限度地减少电能转化为能所造成的能量损失.
(4)、假如白炽灯的灯丝、电动车内电动机的线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作,当用电器通电时,假设这些导体的电阻都变为零,下列说法正确的是      
A、白炽灯仍能发光且更省电 B、电动车仍能行驶且效率更高 C、电饭锅仍能煮饭且效率更高 D、电熨斗仍能熨烫衣服且更省电
(5)、下图能大致说明迈斯纳效应的是(甲/乙).

举一反三
阅读以下材料,回答相关问题.

超导材料

1911年,荷兰科学家昂内斯(Onnes)用液氦冷却水银时发现,当温度下降到4.2K( )时,水银的电阻完全消失.1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:低温下金属电阻的消失“不是逐渐的,而是突然的”,水银在4.2K进入了一种新状态,由于它的特殊导电性能,可以称为超导态.后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性,这种现象称为超导电性,达到超导时的温度称为临界温度,具有超导电性的材料称为超导材料或超导体.

1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现,如果把超导体放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,外加磁场也无法进入超导体内,形象地来说,就是磁感线将从超导体中被排出,不能通过超导体,这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”.

根据临界温度的不同,超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料.但这里所说的“高温”只是相对的,其实仍然远低于冰点0℃,对常温来说应是极低的温度.20纪80年代是超导电性探索与研究的黄金年代.1981年合成了有机超导体,1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡( )、镧( )、铜( )、氧( )的陶瓷性金属氧化物,其临界温度提高到了 .由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质,因此这个发现的意义非常重大,缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖.后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度100K以上的高温超导材料.

高温超导材料的用途非常广阔,由于其具有零电阻和抗磁性,用途大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用.大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等.

请回答下列问题:

阅读材料,回答问题。

《超导体与半导体》

在 2020年10月 14 日,罗彻斯特大学在《自然》发表其研究人员首次在高达15℃的温度下,观察到常温超导现象。但这次研究人员创造的常温超导材料,也存在严重的限制,他们观察到的超导现象,是在 2670亿帕的压强条件下实现的,这是和地心处压强相当的超高压条件。如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。如果用超导材料来制造电子元件,由于没有电阻,电流通过电子元件时不会发热,不必考虑散热的问题,元件尺寸可以大大缩小,进一步实现电子设备的微型化。

二极管是一种重要的半导体电子元件,有着广泛的应用,2014年诺贝尔物理学奖被颁发给在蓝色发光二极管上做出巨大贡献的科学家。二极管符号为“”,它具有特殊的导电性,当电流从正极流进二极管时,二极管导通,相当于一根导线;而电流从负极流入时,二极管断路,实际上不会有电流通过。发光二极管只是二极管中的一种,与白炽灯泡相比,发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。

(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到{#blank#}1{#/blank#}Ω;当电流通过超导体时,超导体两端电压为{#blank#}2{#/blank#}V。

(2)在低于-268.8℃的环境中的汞的内能{#blank#}3{#/blank#}(选填“是”或“不是”)为零。

(3)设想一下,如果“常温常压超导”进入工业化,为了节能,超导材料{#blank#}4{#/blank#}(选填“可以”或“不可以”)用于制造电热水壶,原因是{#blank#}5{#/blank#}。

(4)小明学习半导体的知识后,设计出如下图所示的电路,闭合开关S1 , 能发光的灯泡是{#blank#}6{#/blank#},此时电路为 {#blank#}7{#/blank#}(选填“串联”或“并联”)电路;现将电源正负极对调再接回原位置,再闭合开关S1 , 此时电路为 {#blank#}8{#/blank#}(选填“串联”或“并联”)电路。

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