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,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、日本、美國的超導(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.無溫度要求
(3)為什么往往在開燈的瞬間,燈絲被燒斷?
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科目:初中物理 來源:新教材新學(xué)案 物理 八年級(jí) 上冊(cè) 人教版 題型:048
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科目:初中物理 來源:物理教研室 題型:064
新型電池
自第二次世界大戰(zhàn)以來,為了適應(yīng)工業(yè)以及宇宙航行等新技術(shù)的發(fā)展需要,先后研制成了多種新型電池.
研制新型電池都遵循這樣的一個(gè)方向,即自重小、體積小、容量大、溫度適應(yīng)范圍寬、使用安全、儲(chǔ)存期長、維護(hù)方便.應(yīng)用于空間技術(shù)方面的電池還特別注意性能可靠、密封性好、能經(jīng)受得住各種嚴(yán)酷的空間環(huán)境和發(fā)射環(huán)境的考驗(yàn).下面簡(jiǎn)單介紹幾種新型電池:
(1)鋅銀電池
鋅銀電池通稱為銀鋅電池,采用氫氧化鉀或氫氧化鈉為電解液,由銀作正極材料,鋅作負(fù)極材料.由銀制成的正極上的活性物質(zhì)是多孔性銀,由鋅制成的負(fù)極上的活性物質(zhì)主要是氧化鋅.灌入電解液,經(jīng)充電后,正極的銀變成二價(jià)的氧化銀,負(fù)極氧化鋅變成鋅.鋅銀電池一般裝在塑料殼內(nèi)或裝在鋁合金、不銹鋼的外殼內(nèi).
鋅銀電池主要優(yōu)點(diǎn)是比能量高,它的能量與質(zhì)量比(單位質(zhì)量產(chǎn)生的有效電能量)為100W·h/kg~130W·h/kg(是鉛蓄電池的3~4倍).適宜于大電流放電的鋅銀電池應(yīng)用于軍事、航空、移動(dòng)的通信設(shè)備、電子儀器和人造衛(wèi)星、宇宙航行等方面.制成紐扣式微型的鋅銀電池應(yīng)用于電子手表、助聽器、計(jì)算機(jī)和心臟起搏器等.
(2)鋰電池
鋰在自然界是最輕的金屬元素.以鋰為負(fù)極,與適當(dāng)?shù)恼龢O匹配,可以得到高達(dá)380W·h/kg~450W·h/kg的能量質(zhì)量比.
以鋰作為負(fù)極的電池都叫鋰電池.作為一次電池目前試用,一種是以高氯酸鋰為電解質(zhì),聚氟化碳作正極材料的鋰電池;另一種是以溴化鋰為電解質(zhì),由二氧化硫?yàn)檎龢O材料的鋰電池.
鋰電池的主要優(yōu)點(diǎn)是在較小的體積自重下,能放出較大的電能(比能量比鋅銀電池大得多),放電時(shí)電壓十分平穩(wěn),儲(chǔ)存壽命長,能在很寬廣溫度范圍內(nèi)有效工作.應(yīng)用和鋅銀電池相同.從發(fā)展趨勢(shì)看,鋰電池的競(jìng)爭(zhēng)能力將超過鋅銀電池.
(3)太陽電池
目前常用的太陽電池是由硅制成的;一般是在電子型單晶硅的小片上用擴(kuò)散法滲進(jìn)一薄層硼,以得到PN結(jié),然后再加上電極.當(dāng)日光直射到滲了硼的薄層面上時(shí),兩極間就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì).這種電池可用作人造衛(wèi)星上儀器的電源.除硅外,砷化鎵也是制作太陽電池的好材料.
(4)原子電池
據(jù)1975年的報(bào)道,當(dāng)時(shí)國外正對(duì)第一個(gè)原子電池進(jìn)行測(cè)試.這個(gè)可輸出20瓦、質(zhì)量為1398kg的原子電池已沉入北海海底,向鄰近的海洋測(cè)量站供電.
這種電池密封在長84cm、直徑69cm、鉛外壁厚10cm的圓柱體中.它的核心部分是鍶90.當(dāng)鍶衰變時(shí),它產(chǎn)生相當(dāng)于300W的熱能,然后通過熱電發(fā)生器將熱能轉(zhuǎn)化為電能.最后輸出的電功率是20W,電壓是28V.
據(jù)稱這種原子電池不需維護(hù),至少可用5年,估計(jì)可用10年.
請(qǐng)回答:(1)新型電池主要有哪幾種?
(2)一般手機(jī)是用哪種電池?為什么選用這種電池?
(3)關(guān)于開發(fā)新電池你還有哪些設(shè)想?
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科目:初中物理 來源:素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·八年級(jí)·上冊(cè) 題型:064
閱讀材料:
液晶是什么?某些有機(jī)物在加熱時(shí),并不直接由固態(tài)變成液態(tài),而是要經(jīng)過一個(gè)(或幾個(gè))介于固態(tài)與液態(tài)之間的過渡狀態(tài),這種處在過渡狀態(tài)的物質(zhì)稱為液晶.液晶的力學(xué)性質(zhì)像是液體,它具有液體的流動(dòng)性;從光學(xué)性質(zhì)來看,它又具有晶體的有序性.液晶只能存在于一定的溫度范圍內(nèi),這個(gè)溫度范圍的下限t1稱為熔點(diǎn),其上限t2稱為清亮點(diǎn),溫度t<t1時(shí)為普通的晶體,溫度t>t2時(shí)成為普通的液體.只有在這個(gè)溫度范圍內(nèi),物質(zhì)才處于液晶態(tài),才具有奇特的性質(zhì)和許多特殊的用途.如有些液晶沒有通電時(shí),它是透明的,當(dāng)適當(dāng)通電時(shí),它又變得混濁,利用這一特性可以制作各種顯示器件,如儀器上數(shù)碼文字和圖像的顯示,電控亮度玻璃窗等.還有些液晶會(huì)隨著溫度的微小升高而按紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的順序變化,利用這種特性可以探測(cè)電路中的故障,檢查致冷機(jī)的漏熱,以及診斷疾病等.
摘自《熱學(xué)》(高等教育出版社)
(1)通過以上材料的學(xué)習(xí),你覺得物質(zhì)分為固、液、氣三種是絕對(duì)的嗎?請(qǐng)你通過其他方式獲取證據(jù)進(jìn)一步說明你的觀點(diǎn).
(2)文章中提到,液體具有________,并暗示我們固體不具有________,因而有一定的________和________.
(3)文章中告訴我們,液晶能夠診斷疾病,你推測(cè)它會(huì)診斷一些什么疾病.
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
閱讀短文,回答問題:
PTC材料的特性與應(yīng)用
PTC是一種新型的半導(dǎo)體陶瓷材料,它以鈦酸鋇為主,滲入多種物質(zhì)后加工而成,目前家用的陶瓷暖風(fēng)器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的。
PTC有一個(gè)根據(jù)需要設(shè)定的溫度,低于這個(gè)溫度時(shí),其電阻值隨溫度的升高而減小, 高于這個(gè)溫度時(shí),電阻值則隨溫度的升高而增大,我們把這個(gè)設(shè)定的溫度叫“居里點(diǎn)溫度”,而該溫度又會(huì)隨材料的成分的比例的變化而變化。 用PTC材料制成的加熱器在工作過程中,發(fā)熱的同時(shí)也在向外界散熱,當(dāng)發(fā)熱與散熱基本相等時(shí)的溫度便是具體加熱器工作時(shí)的穩(wěn)定溫度用PTC材料制成的電熱器具有發(fā)熱、控溫雙重功效,因此應(yīng)用十分廣泛。
(1)家用固體電熱滅蚊器就使用了某PTC陶瓷電熱元件,如圖甲為其電阻隨溫度變化的圖象,由圖可知,該P(yáng)TC材料的居里點(diǎn)溫度為 ▲ ℃。
(2)這種家用固體電熱滅蚊器工作時(shí)的溫度基本恒定在165℃左右,若它的溫度高于165℃時(shí),電阻 ▲ ,功率 ▲ ,使其溫度 ▲ (以上均選填“變大”、“變小”或“不變);反之,也能自動(dòng)調(diào)節(jié)。因此用PTC材料制成的電熱器具有自動(dòng)控溫的功能。
(3)一個(gè)由另一種PTC材料制成的某加熱器,該加熱器通電后,通過進(jìn)一步研究后得出圖乙關(guān)于發(fā)熱功率P發(fā)熱和散熱功率P散熱與溫度t之間關(guān)系的圖像。由圖像可知,該加熱器工作時(shí)的穩(wěn)定溫度為 ▲ ℃。當(dāng)溫度稍高于穩(wěn)定溫度時(shí),P發(fā)熱 ▲ P散熱(填“>”、“=”或“<”).
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