題目列表(包括答案和解析)
有些材料在溫度很低的條件下電阻為零,這種材料叫做超導(dǎo)材料.假如科學(xué)家在常溫下研制出這種材料,那么它適合制做
A.白熾燈的燈絲
B.加熱器的電熱絲
C.熔斷器的熔絲
D.輸電線路的導(dǎo)線
溫度與電阻
你注意過嗎?燈泡的燈絲,很少有正在發(fā)光時(shí)突然燒斷的.通常是在開燈的瞬間燈絲被燒斷,電燈不亮了,這是什么原因呢?
原來(lái),導(dǎo)體電阻隨溫度改變,金屬電阻都隨溫度升高而增大,電燈的燈絲(鎢絲)不發(fā)光時(shí)溫度不過幾十度,發(fā)光時(shí),卻達(dá)2000多度,電阻值就要增大許多倍.因而,在剛閉合開關(guān),燈絲溫度還沒升高的瞬間,燈絲中的電流將比發(fā)光時(shí)大得多,就是由于這個(gè)緣故,通常燈絲才在這一瞬間易燒斷.
利用金屬電阻隨溫度改變的現(xiàn)象,可制作電阻溫度計(jì),它通常用鉑絲制成,其測(cè)量范圍大約是-263℃~1000℃.
1911年,荷蘭物理學(xué)家昂斯測(cè)定水銀在低溫下的電阻時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度降到-269℃左右時(shí),水銀的電阻突然消失,以后又發(fā)現(xiàn)還有一些金屬、合金,當(dāng)溫度降低到某一溫度(所謂轉(zhuǎn)變溫度)時(shí),電阻突然消失,人們把這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,處于超導(dǎo)狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體.
目前的輸電線路,由于輸電導(dǎo)線有電阻而大的損失輸送能量的1/4,假如能用超導(dǎo)體輸電,這種損失就可避免.但從1911年到1986年3月科學(xué)家們通過75年的努力,找到的具有超導(dǎo)材料中最高的轉(zhuǎn)變溫度是-250℃(銀三鍺),而要使輸電導(dǎo)線保持如此低的溫度是很困難的.在1986年3月以后的一年里,中國(guó)、日本、美國(guó)的超導(dǎo)研究都有了新的突破.1987年2月24日中科院物理所宣布了轉(zhuǎn)變溫度為-173℃以上的超導(dǎo)體.
目前,人們正努力尋找轉(zhuǎn)變溫度更高的超導(dǎo)材料,同時(shí),也在努力把已經(jīng)取得的關(guān)于超導(dǎo)的研究成果應(yīng)用于科學(xué)技術(shù).
請(qǐng)回答:
(1)________________年________________物理學(xué)家________________首先在________________材料的低溫電阻研究中,發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象.________________年中科院物理所宣布的轉(zhuǎn)變溫度為________________℃.
(2)一些材料發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的條件是( )
A.常溫 B.高于轉(zhuǎn)變溫度
C.降到轉(zhuǎn)變溫度及以下</span> D.無(wú)溫度要求
(3)為什么往往在開燈的瞬間,燈絲被燒斷?
閱讀下文.
超導(dǎo)現(xiàn)象1911年,荷蘭物理學(xué)家昂尼斯發(fā)現(xiàn),水銀的電阻率并不像預(yù)料的那樣隨溫度降低逐漸減小,而是當(dāng)溫度降到4.15K附近時(shí),水銀的電阻突然降到零.某些金屬、合金和化合物,在溫度降到絕對(duì)零度附近某一特定溫度時(shí),它們的電阻率突然減小到無(wú)法測(cè)量的現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象.能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物體叫做超導(dǎo)體.超導(dǎo)體由正常態(tài)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)的溫度稱為這種物質(zhì)的轉(zhuǎn)變溫度(或臨界溫度)Tc.現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬元素以及數(shù)以千計(jì)的合金、化合物都能在不同條件下顯示出超導(dǎo)性.如鎢的轉(zhuǎn)變溫度為0.012K,鋅為0.75K,鋁為1.196K,鉛為7.193K.
經(jīng)典理論對(duì)超導(dǎo)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因無(wú)法解釋,為了從微觀上對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行解釋,花費(fèi)了固體物理學(xué)家近半個(gè)世紀(jì)的心血,直到1957年才由巴丁、庫(kù)珀和施里弗建立了完整的超導(dǎo)微觀理論.為此,他們榮獲了1972年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).
我們知道,在大的電磁鐵或電機(jī)中,通過線圈的電流很強(qiáng),為了避免產(chǎn)生過多的熱量,線圈就必須用較粗的線繞或采取冷卻措施.如果用超導(dǎo)體做線圈,就可以避免這種缺點(diǎn).現(xiàn)在用超導(dǎo)體制造電機(jī)方面的研究工作已取得較大的進(jìn)展.
超導(dǎo)電纜的研究應(yīng)用,也有很大進(jìn)展.超導(dǎo)電纜埋在地下,損耗小,有利于節(jié)約能量,保護(hù)環(huán)境和節(jié)約土地.
超導(dǎo)現(xiàn)象在高能物理領(lǐng)域也有重要的應(yīng)用.用超導(dǎo)線圈制成的電磁鐵能產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng),對(duì)于核聚變時(shí)約束等離子體和粒子加速器實(shí)驗(yàn)裝置都有很大用處.
目前阻礙超導(dǎo)現(xiàn)象大規(guī)模應(yīng)用的主要問題是它要求低溫.如果能得到在室溫下工作的超導(dǎo)材料,可能會(huì)使整個(gè)工業(yè)的發(fā)展發(fā)生巨大的變化.對(duì)新的超導(dǎo)材料的研究工作,我國(guó)已走在世界的前列.
結(jié)合文中的內(nèi)容,回答以下問題:
(1)什么是超導(dǎo)體?
(2)超導(dǎo)體有什么應(yīng)用?
(3)超導(dǎo)體目前不能大規(guī)模應(yīng)用的原因是什么?
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