内容正文:
材料的开发和利用 同步习题
一.选择题(共5小题)
1.超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质,应用领域非常广泛。常温下的超导体,最适合制作( )
A.家用保险丝 B.电饭锅
C.电熨斗发热体 D.高压输电线
2.当温度降到很低时,某些金属导体的电阻就变成零,这种现象称为超导现象,假如白炽灯的灯丝、电动机内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝的电阻都变为零,当给他们通电时,仍能工作的是( )
A.白炽灯 B.电动机 C.电饭锅 D.电熨斗
3.假如导体的电阻消失,当给下列用电器通电时,仍能正常为我们服务的是( )
A.用电饭锅煮饭 B.用电风扇吹风
C.用电熨斗熨衣服 D.用电暖炉烤火
4.“砷化铌纳米带”是一种高科技新型材料,用它制造的电子元件可以有效减少因发热而损失的电能。这主要是该材料具有很强的( )
A.磁性 B.惯性 C.导电性 D.弹性
5.2023年我国科学家首次发现在高压下达到液氮温区的镍氧化物超导体,是人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料。关于超导材料,下列说法不正确的是( )
A.可用作输电导线
B.可降低电能损耗
C.制作的元件尺寸可大大缩小
D.可用于制作保险丝
二.填空题(共5小题)
6.2024年通济桥生菜池雕像安装了串联的LED灯带,如题图所示,LED灯是由 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的,将一只LED灯接在电池两端后不亮,对调电池正、负极后LED灯亮了,说明LED灯具有 性,若灯带中某只LED灯烧坏,则接通电路后其它灯的状态是 (选填“亮”或“不亮”)。
7.2021年10月16日,神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,飞船采用LED照明系统,LED灯的主要材料是 (选填“导体”“半导体”或“超导体”),该材料具有 性;超导材料 (选填“能”或“不能”)应用到宇航服中为宇航员供暖。
8.如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要 (选填“半导体”或“超导体”)材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
9.中国制造无人机灯光秀备受各国青睐,为节约能源使用LED作为光源,LED是由 材料制成的。无人机分为电力无人机和油力无人机,油力无人机将油燃烧的化学能转化为 能。
10.一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,发光二极管具有 导电性,制成发光二极管的主要材料是 (选填“导体”或“半导体”);手指触碰手机屏幕上的指纹感应区,手机解锁,手指和感应区相当于手机电路中的 。
三.解答题(共4小题)
11.按导电性能的好坏将材料分类,除导体和绝缘体外,还有 和 。
12.阅读下面短文回答问题
超导体
2018年12月,世界顶尖学术期刊英国《自然》杂志发布了2018年度科学人物,位居榜首的是1996年出生、在美国麻省理工学院攻读博士的中国学生曹原。
曹原发现了让石墨烯实现超导的方法。
什么是超导体?人类对超导体的认识又经历了怎样的过程呢?
金属导体在传导电流的过程中对电流也有一定的阻碍作用,称为电阻。1911年,荷兰莱顿大学的H•卡茂林•昂内斯发现,将水银冷却到4.2K(﹣268.8℃)时,水银的电阻突然消失,他将材料的这种特殊导电性称为超导态。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的临界温度,用符号Tc表示。一般金属或合金的临界温度都很低,例如铅的临界温度是7.2K(﹣265.8℃)。
要维持这么低的温度是很困难的,因此科学家一直在寻找能够在更高的温度下工作的超导材料,称为高温超导体。1986年高温超导体的研究取得了重大的突破,科学家们发现,液氮比液氦更适合作超导制冷剂,从而获得超导体。液制冷机的效率高、价格低廉、制冷设备简单。液制冷技术为超导技术的实际应用展开了广阔的前景,被认为是20世纪科学上最伟大的发现之一。
2009年10月10日,美国科学家合成物质(T14Ba),将超导体的临界温度提高到254K。
2018年3月5日,《自然》发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。曹原发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度,就会产生神奇的超导效应,而他也成为以第一作者身份在该杂志上发表论文的最年轻的中国学者。
【热力学温度是国际单位制七个基本物理量之一。其表示符号为T,单位为开尔文简称开,其表示符号为K.绝对零度指的便是0K,对应摄氏温度为零下273摄氏度,因此热力学温度T与摄氏温度t的关系是T=273+t】
(1)许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性,这种现象称为 现象,低到能发生这一现象时的温度称为 温度。
(2)对合成物质(T14Ba)来说,Tc=254K,254K对应的摄氏温度是 。
(3)高温超导体使用液氮冷却,是利用了液氮的 较低这一特点。
A.熔点 B.沸点 C.热值 D.比热容
(4)(多选)若常温下超导体研制成功,则超导体适合做
A.电炉丝 B.输电线 C.滑动变阻器的线圈 D.电动机线圈
13.如图甲所示,2018年5月23日中央新闻报道,我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功,时速可达160公里以上,列车由于车体与轨道不接触、无摩擦,具有噪音低损耗小、易维护等优点,被誉为“零高度飞行器”。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具
(1)磁悬浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体,并使它们的同名磁极相互 。车体与轨道不接触,无摩擦,列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰,避免了来自车轮与轨道之间的摩擦
(2)如图乙所示,列车站台设计成中间高两边低的原因是:进站时列车由于 要保持原来的运动状态冲上站台;从能量转换的角度来说,当列车出站时从高度较高的地方下行,它的 转化为动能,不用消耗过多的电能或化学能等能量
14.科普阅读题
超导体
超导材料又称为超导体(superconductor),某些导体的温度低于某个值时,导体的电阻为0,这种现象被称为超导现象,人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。为了证实超导体的电阻为零,科学家将一个铅制的圆环,放入温度低于Tc(7.2K)的空间,利用电磁感应使环内激发起感应电流。结果发现,环内电流能持续下去,从1954年3月16日始,到1956年9月5日止,在两年半的时间内的电流一直没有衰减,这说明圆环内的电能没有损失,当温度升到高于Tc时,圆环由超导状态变正常态,材料的电阻骤然增大,感应电流立刻消失,这就是著名的昂尼斯持久电流实验。导体没有了电子,电流流经超导体时就不发生热损耗,从而产生超强磁场。1933年,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,当金属处在超导状态时,这一超导体内的磁感应强度为零,却把原来存在于体内的磁场排挤出去。人们还做过这样一个实验:在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体,然后把温度降低,使锡盘出现超导性,这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,慢慢地飘起,悬空不动。为了使超导材料有实用性,人们开始了探索高温超导的历程,现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态,但它仍旧被认为是20世纪最伟大的发现之一。根据以上材料回答下面小题。
(1)下列设想中符合超导体特性的 (多项选择题)
A.用超导体材料制作电饭煲B.用超导体材料制作电动机线圈
C.用超导体材料制作超强磁铁D.用超导体材料制作输电线。
(2)热力学温度是国际单位制七个基本物理量之一,单位为开尔文,简称开(符号为T、单位为K)。热力学温度又被称为绝对温度,是热力学和统计物理中的重要参数之一。一般所说的绝对零度指的便是0K,对应零下273摄氏度,热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T(K)=273+t(℃)。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇﹣钡﹣铜﹣氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。77K对应的摄氏温度是
A.77℃B.273℃C.350℃D.﹣196℃。
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质,应用领域非常广泛。常温下的超导体,最适合制作( )
A.家用保险丝 B.电饭锅
C.电熨斗发热体 D.高压输电线
【分析】超导体的电阻为零,能够无损耗地传输电能。
【解答】解:A、家用保险丝的材料要求电阻大,故A错误;
B、电饭锅使用时电能转化成内能,电阻不能为零,故B错误;
C、电熨斗发热体使用时电能转化成内能,电阻不能为零,故C错误;
D、高压输电线如果用超导体材料,能够无损耗地传输电能,故D正确。
故选:D。
【点评】本题是生活常识题,属于基础题。
2.当温度降到很低时,某些金属导体的电阻就变成零,这种现象称为超导现象,假如白炽灯的灯丝、电动机内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝的电阻都变为零,当给他们通电时,仍能工作的是( )
A.白炽灯 B.电动机 C.电饭锅 D.电熨斗
【分析】假设导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作。
【解答】解:白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的,如果导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,白炽灯不能发光、电饭锅不能煮饭、电熨斗不能熨衣服,选项ACD不正确。
导体有电阻时,电动机工作,电能转化为机械能和内能,假设导体没有电阻,当电动机通电时,电动机不会产生电热,电能全部转化为机械能,效率更高更好,选项B正确。
故选:B。
【点评】假设导体没有电阻,利用电流热效应工作的电器都不能工作,利用电流的磁效应和效应工作的用电器不受影响。
3.假如导体的电阻消失,当给下列用电器通电时,仍能正常为我们服务的是( )
A.用电饭锅煮饭 B.用电风扇吹风
C.用电熨斗熨衣服 D.用电暖炉烤火
【分析】假设导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作。
【解答】解:ACD.电饭锅、电熨斗和电暖炉都是利用电流的热效应工作的,如果导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,不能工作,故ACD错误;
B.导体没有电阻,当电动机通电时,电动机不会产生电热,电能全部转化为机械能,效率更高更好,故能用电扇吹风,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查对超导体的理解,是一道基础题。
4.“砷化铌纳米带”是一种高科技新型材料,用它制造的电子元件可以有效减少因发热而损失的电能。这主要是该材料具有很强的( )
A.磁性 B.惯性 C.导电性 D.弹性
【分析】性质决定用途,据此分析。
【解答】解:A.能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性,跟电子元件的发热无关,故A不正确;
B.惯性是物体保持运动状态不变的性质,跟电子元件的发热无关,故B不正确;
C.根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当电流和通电时间相同时候,电阻越小导体产生的热量越少,该材料具有很强的导电性,电阻较小,能够有效减少发热,故C正确;
D.物体受力时发生形变,不受力时,能自动恢复原状的性质叫做弹性,跟电子元件的发热无关,故D不正确。
故选:C。
【点评】本题考查了几个能反应物质本身性质的物理量,要求同学对主要物理量的物理意义具有一定的了解。
5.2023年我国科学家首次发现在高压下达到液氮温区的镍氧化物超导体,是人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料。关于超导材料,下列说法不正确的是( )
A.可用作输电导线
B.可降低电能损耗
C.制作的元件尺寸可大大缩小
D.可用于制作保险丝
【分析】超导体的电阻为零,不能用来制作发热体;超导体用来制作输电线可以大大降低输电过程中的电能损失。
【解答】解:超导体材料的电阻为零,通电后不会发热,不能用来制作发热体和保险丝,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查的是超导体的特点及应用,属于基础题目。
二.填空题(共5小题)
6.2024年通济桥生菜池雕像安装了串联的LED灯带,如题图所示,LED灯是由 半导体 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的,将一只LED灯接在电池两端后不亮,对调电池正、负极后LED灯亮了,说明LED灯具有 单向导电 性,若灯带中某只LED灯烧坏,则接通电路后其它灯的状态是 不亮 (选填“亮”或“不亮”)。
【分析】LED灯采用的是半导体材料;
半导体材料具有单向导电性;
灯带中LED灯串联,串联电路中各用电器相互影响。
【解答】解:LED灯是由半导体材料制成的;
将一只LED灯接在电池两端不亮,对调电池正负极后电流方向发生变化,此时灯亮了,说明LED灯具有单向导电性;
LED灯是串联的,一只烧坏,电路断路,其余的都不亮。
故答案为:半导体;单向导电;不亮。
【点评】本题考查了半导体的性质和串联电路的特点,属于基础题目。
7.2021年10月16日,神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,飞船采用LED照明系统,LED灯的主要材料是 半导体 (选填“导体”“半导体”或“超导体”),该材料具有 单向导电性 性;超导材料 不能 (选填“能”或“不能”)应用到宇航服中为宇航员供暖。
【分析】半导体材料可以制成二极管、三极管、光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻等,半导体具有单向导电性;超导材料具有零电阻,高导电率的特点,故不能应用到宇航服为宇航员供暖。
【解答】解:LED灯的主要材料是半导体,半导体具有单向导电性;超导材料具有零电阻,高导电率的特点,故不能应用到宇航服为宇航员供暖。
故答案为:半导体;单向导电性;不能。
【点评】本题考查了半导体和超导体,是基础题目。
8.如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要 半导体 (选填“半导体”或“超导体”)材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的 用电器 (选填“电源”或“用电器”)。
【分析】芯片是利用半导体材料制成的;
处理器工作时相当于用电器,电能转化为其他形式的能。
【解答】解:我国自主研发的一款高性能处理器,其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力,打破国外技术垄断,推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要半导体材料,该处理器正常工作时,相当于电路中的用电器。
故答案为:半导体;用电器。
【点评】本题考查了半导体材料性质、电路的组成,属于基础题目。
9.中国制造无人机灯光秀备受各国青睐,为节约能源使用LED作为光源,LED是由 半导体 材料制成的。无人机分为电力无人机和油力无人机,油力无人机将油燃烧的化学能转化为 机械 能。
【分析】LED主要是由半导体材料制成的;油力无人机工作时将化学能转化为机械能。
【解答】解:中国制造无人机灯光秀备受各国青睐,为节约能源使用LED作为光源,LED是由半导体材料制成的。无人机分为电力无人机和油力无人机,油力无人机将油燃烧的化学能转化为机械能。
故答案为:半导体;机械。
【点评】本题考查的是半导体的特点及应用;知道油力无人机工作时的能量转化过程。
10.一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,发光二极管具有 单向 导电性,制成发光二极管的主要材料是 半导体 (选填“导体”或“半导体”);手指触碰手机屏幕上的指纹感应区,手机解锁,手指和感应区相当于手机电路中的 开关 。
【分析】发光二极管具有单向导电性;
电路由电源、开关、导线和用电器组成。
【解答】解:发光二极管是由半导体材料制成,具有单向导电性,可应用于芯片等领域。
手指触碰手机屏幕上的指纹感应区,手机解锁,相当于控制了手机中部分电路的通断,所以手指和感应区相当于手机电路中的开关。
故答案为:单向;半导体;开关。
【点评】本题考查的是电路的组成元件;知道发光二极管的单向导电性。
三.解答题(共4小题)
11.按导电性能的好坏将材料分类,除导体和绝缘体外,还有 超导体 和 半导体 。
【分析】容易导电的物体叫导体;不容易导电的物体叫绝缘体;导电性能介于金属和非金属之间,比金属差,比非金属强,常常称做半导体;超导材料没有电阻,导电能力强。
【解答】解:按导电性能的好坏将材料分类,除导体和绝缘体外,还有超导体和半导体,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,超导体没电阻,导电能力强。
故答案为:超导体;半导体;
【点评】本题考查材料的分类,解答此题的关键是知道超导体和半导体的特点。
12.阅读下面短文回答问题
超导体
2018年12月,世界顶尖学术期刊英国《自然》杂志发布了2018年度科学人物,位居榜首的是1996年出生、在美国麻省理工学院攻读博士的中国学生曹原。
曹原发现了让石墨烯实现超导的方法。
什么是超导体?人类对超导体的认识又经历了怎样的过程呢?
金属导体在传导电流的过程中对电流也有一定的阻碍作用,称为电阻。1911年,荷兰莱顿大学的H•卡茂林•昂内斯发现,将水银冷却到4.2K(﹣268.8℃)时,水银的电阻突然消失,他将材料的这种特殊导电性称为超导态。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的临界温度,用符号Tc表示。一般金属或合金的临界温度都很低,例如铅的临界温度是7.2K(﹣265.8℃)。
要维持这么低的温度是很困难的,因此科学家一直在寻找能够在更高的温度下工作的超导材料,称为高温超导体。1986年高温超导体的研究取得了重大的突破,科学家们发现,液氮比液氦更适合作超导制冷剂,从而获得超导体。液制冷机的效率高、价格低廉、制冷设备简单。液制冷技术为超导技术的实际应用展开了广阔的前景,被认为是20世纪科学上最伟大的发现之一。
2009年10月10日,美国科学家合成物质(T14Ba),将超导体的临界温度提高到254K。
2018年3月5日,《自然》发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。曹原发现当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度,就会产生神奇的超导效应,而他也成为以第一作者身份在该杂志上发表论文的最年轻的中国学者。
【热力学温度是国际单位制七个基本物理量之一。其表示符号为T,单位为开尔文简称开,其表示符号为K.绝对零度指的便是0K,对应摄氏温度为零下273摄氏度,因此热力学温度T与摄氏温度t的关系是T=273+t】
(1)许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性,这种现象称为 超导 现象,低到能发生这一现象时的温度称为 临界 温度。
(2)对合成物质(T14Ba)来说,Tc=254K,254K对应的摄氏温度是 ﹣19℃ 。
(3)高温超导体使用液氮冷却,是利用了液氮的 B 较低这一特点。
A.熔点 B.沸点 C.热值 D.比热容
(4)(多选)若常温下超导体研制成功,则超导体适合做 BD
A.电炉丝 B.输电线 C.滑动变阻器的线圈 D.电动机线圈
【分析】(1)某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象。发生超导现象时的温度叫”临界温度”;
(2)热力学温度与摄氏度的换算公式是:热力学温度=摄氏度+273,把对应的数据代入公式,计算即可;
(3)液氮的沸点低,沸腾时要吸热;
(4)假设导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作。
【解答】解:(1)某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象。发生超导现象时的温度叫“临界温度”;
(2)热力学温度=摄氏度+273,故254K的对应的摄氏温度为﹣19℃;
(3)高温超导体使用液氮冷却,是利用了液氮的沸点较低的特点,在很低的温度下可以沸腾,从金属导体上吸收热量,使金属的温度降低,达到超导的目的,故B正确;
(4)电炉丝是利用电流的热效应工作的,如果导体没有电阻,通电时,电炉丝不会产生电热,滑动变阻器不能分压;
导体有电阻时,输电线会产生热量,把部分电能转化为内能浪费掉;如果没有电阻,输电线不会产生热量,不需要浪费电能;
滑动变阻器的线圈,是通过改变电阻线的长度来改变电阻的大小的;
导体有电阻时,电动机工作过程中把电能转化为机械能和内能,假设导体没有电阻,当电动机通电时,电动机不会产生电热,电能全部转化为机械能,效率更高更好。所以超导体适合做输电线和电动机线圈,故选BD。
故答案为:(1)超导:临界:(2)﹣19℃:(3)B:(4)BD;
【点评】本题考查超导材料的应用,以及热力学温度与摄氏温度的变化,难度不大。
13.如图甲所示,2018年5月23日中央新闻报道,我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功,时速可达160公里以上,列车由于车体与轨道不接触、无摩擦,具有噪音低损耗小、易维护等优点,被誉为“零高度飞行器”。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具
(1)磁悬浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体,并使它们的同名磁极相互 排斥 。车体与轨道不接触,无摩擦,列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰,避免了来自车轮与轨道之间的摩擦
(2)如图乙所示,列车站台设计成中间高两边低的原因是:进站时列车由于 惯性 要保持原来的运动状态冲上站台;从能量转换的角度来说,当列车出站时从高度较高的地方下行,它的 重力势能 转化为动能,不用消耗过多的电能或化学能等能量
【分析】(1)磁体间的相互作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
(2)惯性是物质的固有属性,物体由于被抬高而具有的能为势能,势能与动能可以相互转化
【解答】解:
(1)磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体,由于它们的同名磁极相互排斥,从而使得接触面彼此分离,达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的;
(2)进站时列车由于惯性要保持原来的运动状态冲上站台;从能量转换的角度来说,当列车出站时从高度较高的地方下行,它的重力势能转化为动能,不用消耗过多的电能或化学能等能量。
故答案为:(1)排斥;(2)惯性;重力势能。
【点评】本题考查了磁悬浮列车的工作原理和特点、惯性等知识,体现了物理源于生活,应用于生活。
14.科普阅读题
超导体
超导材料又称为超导体(superconductor),某些导体的温度低于某个值时,导体的电阻为0,这种现象被称为超导现象,人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。为了证实超导体的电阻为零,科学家将一个铅制的圆环,放入温度低于Tc(7.2K)的空间,利用电磁感应使环内激发起感应电流。结果发现,环内电流能持续下去,从1954年3月16日始,到1956年9月5日止,在两年半的时间内的电流一直没有衰减,这说明圆环内的电能没有损失,当温度升到高于Tc时,圆环由超导状态变正常态,材料的电阻骤然增大,感应电流立刻消失,这就是著名的昂尼斯持久电流实验。导体没有了电子,电流流经超导体时就不发生热损耗,从而产生超强磁场。1933年,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,当金属处在超导状态时,这一超导体内的磁感应强度为零,却把原来存在于体内的磁场排挤出去。人们还做过这样一个实验:在一个浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体,然后把温度降低,使锡盘出现超导性,这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,慢慢地飘起,悬空不动。为了使超导材料有实用性,人们开始了探索高温超导的历程,现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态,但它仍旧被认为是20世纪最伟大的发现之一。根据以上材料回答下面小题。
(1)下列设想中符合超导体特性的 BCD (多项选择题)
A.用超导体材料制作电饭煲B.用超导体材料制作电动机线圈
C.用超导体材料制作超强磁铁D.用超导体材料制作输电线。
(2)热力学温度是国际单位制七个基本物理量之一,单位为开尔文,简称开(符号为T、单位为K)。热力学温度又被称为绝对温度,是热力学和统计物理中的重要参数之一。一般所说的绝对零度指的便是0K,对应零下273摄氏度,热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T(K)=273+t(℃)。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇﹣钡﹣铜﹣氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。77K对应的摄氏温度是 D
A.77℃B.273℃C.350℃D.﹣196℃。
【分析】(1)超导现象是电阻为零的现象,超导体适合制作输电导线和电动机线圈等;
(2)热力学温度与摄氏度的换算公式是:热力学温度=摄氏度+273,把对应的数据代入公式,计算即可。
【解答】解:(1)超导体电阻为0,电饭煲是利用电流热效应工作的,它们不能使用超导体;电动机线圈、用超导体材料制作超强磁铁、用超导体材料制作输电线都与电流的热效应无关,可以使用超导体。
(2)热力学温度=摄氏度+273,故77K的高温超导材料对应的摄氏温度为﹣196℃。
故答案为:(1)BCD;(2)D。
【点评】本题考查超导体的特点及热力学温度的计算,属于中等题。
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