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,這種材料叫做超導材料.假如科學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)光時溫度不過幾十度,發(fā)光時,卻達2000多度,電阻值就要增大許多倍.因而,在剛閉合開關,燈絲溫度還沒升高的瞬間,燈絲中的電流將比發(fā)光時大得多,就是由于這個緣故,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,它通常用鉑絲制成,其測量范圍大約是-263℃~1000℃.
1911年,荷蘭物理學家昂斯測定水銀在低溫下的電阻時發(fā)現(xiàn),當溫度降到-269℃左右時,水銀的電阻突然消失,以后又發(fā)現(xiàn)還有一些金屬、合金,當溫度降低到某一溫度(所謂轉變溫度)時,電阻突然消失,人們把這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象,處于超導狀態(tài)的物體叫超導體.
目前的輸電線路,由于輸電導線有電阻而大的損失輸送能量的1/4,假如能用超導體輸電,這種損失就可避免.但從1911年到1986年3月科學家們通過75年的努力,找到的具有超導材料中最高的轉變溫度是-250℃(銀三鍺),而要使輸電導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變溫度為-173℃以上的超導體.
目前,人們正努力尋找轉變溫度更高的超導材料,同時,也在努力把已經取得的關于超導的研究成果應用于科學技術.
請回答:
(1)________________年________________物理學家________________首先在________________材料的低溫電阻研究中,發(fā)現(xiàn)了超導現(xiàn)象.________________年中科院物理所宣布的轉變溫度為________________℃.
(2)一些材料發(fā)生超導現(xiàn)象的條件是( )
A.常溫 B.高于轉變溫度
C.降到轉變溫度及以下</span> D.無溫度要求
(3)為什么往往在開燈的瞬間,燈絲被燒斷?
閱讀下文.
超導現(xiàn)象1911年,荷蘭物理學家昂尼斯發(fā)現(xiàn),水銀的電阻率并不像預料的那樣隨溫度降低逐漸減小,而是當溫度降到4.15K附近時,水銀的電阻突然降到零.某些金屬、合金和化合物,在溫度降到絕對零度附近某一特定溫度時,它們的電阻率突然減小到無法測量的現(xiàn)象叫做超導現(xiàn)象.能夠發(fā)生超導現(xiàn)象的物體叫做超導體.超導體由正常態(tài)變?yōu)槌瑢B(tài)的溫度稱為這種物質的轉變溫度(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)以千計的合金、化合物都能在不同條件下顯示出超導性.如鎢的轉變溫度為0.012K,鋅為0.75K,鋁為1.196K,鉛為7.193K.
經典理論對超導現(xiàn)象產生的原因無法解釋,為了從微觀上對這一現(xiàn)象進行解釋,花費了固體物理學家近半個世紀的心血,直到1957年才由巴丁、庫珀和施里弗建立了完整的超導微觀理論.為此,他們榮獲了1972年的諾貝爾物理學獎.
我們知道,在大的電磁鐵或電機中,通過線圈的電流很強,為了避免產生過多的熱量,線圈就必須用較粗的線繞或采取冷卻措施.如果用超導體做線圈,就可以避免這種缺點.現(xiàn)在用超導體制造電機方面的研究工作已取得較大的進展.
超導電纜的研究應用,也有很大進展.超導電纜埋在地下,損耗小,有利于節(jié)約能量,保護環(huán)境和節(jié)約土地.
超導現(xiàn)象在高能物理領域也有重要的應用.用超導線圈制成的電磁鐵能產生強大的磁場,對于核聚變時約束等離子體和粒子加速器實驗裝置都有很大用處.
目前阻礙超導現(xiàn)象大規(guī)模應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材料,可能會使整個工業(yè)的發(fā)展發(fā)生巨大的變化.對新的超導材料的研究工作,我國已走在世界的前列.
結合文中的內容,回答以下問題:
(1)什么是超導體?
(2)超導體有什么應用?
(3)超導體目前不能大規(guī)模應用的原因是什么?
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