16.閱讀以下材料,回答相關(guān)問題.
超導(dǎo)材料
1911年,荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯(Onnes)用液氦冷卻水銀時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度下降到4.2K(-268.98℃時(shí))時(shí),水銀的電阻完全消失.1913年昂內(nèi)斯在諾貝爾領(lǐng)獎(jiǎng)演說(shuō)中指出:低溫下金屬電阻的消失“不是逐漸的,而是突然的”,水銀在4.2K進(jìn)入了一種新狀態(tài),由于它的特殊導(dǎo)電性能,可以稱為超導(dǎo)態(tài).后來(lái)他發(fā)現(xiàn)許多金屬和合金都具有與上述水銀相類似的低溫下失去電阻的特性,這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性,達(dá)到超導(dǎo)時(shí)的溫度稱為臨界溫度,具有超導(dǎo)電性的材料稱為超導(dǎo)材料或超導(dǎo)體.
1933年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn),如果把超導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中冷卻,則在材料電阻消失的同時(shí),外加磁場(chǎng)也無(wú)法進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi),形象地來(lái)說(shuō),就是磁感線將從超導(dǎo)體中被排出,不能通過超導(dǎo)體,這種抗磁性現(xiàn)象稱為“邁斯納效應(yīng)”.
根據(jù)臨界溫度的不同,超導(dǎo)材料可以被分為:高溫超導(dǎo)材料和低溫超導(dǎo)材料.但這里所說(shuō)的“高溫”只是相對(duì)的,其實(shí)仍然遠(yuǎn)低于冰點(diǎn)0℃,對(duì)常溫來(lái)說(shuō)應(yīng)是極低的溫度.20世紀(jì)80年代是超導(dǎo)電性探索與研究的黃金年代.1981年合成了有機(jī)超導(dǎo)體,1986年繆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)了一種成分為鋇(Ba)、鑭(La)、銅(Cu)、氧(O)的陶瓷性金屬氧化物,其臨界溫度提高到了35K.由于陶瓷性金屬氧化物通常是絕緣物質(zhì),因此這個(gè)發(fā)現(xiàn)的意義非常重大,繆勒和柏諾茲因此而榮獲了1987年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).后來(lái)包括中國(guó)在內(nèi)的世界上部分國(guó)家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)臨界溫度100K以上的高溫超導(dǎo)材料.
高溫超導(dǎo)材料的用途非常廣闊,由于其具有零電阻和抗磁性,用途大致可分為三類:大電流應(yīng)用(強(qiáng)電應(yīng)用)、電子學(xué)應(yīng)用(弱電應(yīng)用)和抗磁性應(yīng)用.大電流應(yīng)用即前述的超導(dǎo)發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能;電子學(xué)應(yīng)用包括超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)天線、超導(dǎo)微波器件等;抗磁性主要應(yīng)用于磁懸浮列車和熱核聚變反應(yīng)堆等.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)許多金屬和合金具有在低溫下會(huì)失去電阻的特性,這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性,達(dá)到超導(dǎo)時(shí)的溫度稱為
臨界溫度.
(2)超導(dǎo)體不可用(選填“可以”或“不可以”)用來(lái)制作電爐子的爐絲.
(3)如圖所示,在甲、乙兩圖中能表示“邁斯納效應(yīng)”的是乙圖.
(4)高溫超導(dǎo)材料的超導(dǎo)電性可以應(yīng)用于遠(yuǎn)距離輸電.

分析 (1)某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度的降低會(huì)突然減小為零,這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象.發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)的溫度叫”臨界溫度”;
(2)電熱器是根據(jù)電流的熱效應(yīng)制成的,超導(dǎo)體的電阻為零,電熱器不能工作;
(3)1933年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn),如果把超導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中冷卻,則在材料電阻消失的同時(shí),外加磁場(chǎng)也無(wú)法進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi),形象地來(lái)說(shuō),就是磁感線將從超導(dǎo)體中被排出,不能通過超導(dǎo)體,這種抗磁性現(xiàn)象稱為“邁斯納效應(yīng)”;.
(4)超導(dǎo)體的電阻為零,也就避免了電能的損耗,適合做輸電線路.

解答 解:(1)某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度的降低會(huì)突然減小為零,這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象.發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)的溫度叫“臨界溫度”;
(2)電熱器是根據(jù)電流的熱效應(yīng)制成的,超導(dǎo)體的電阻為零,電熱器不能工作;
(3)有材料知如果把超導(dǎo)體放在磁場(chǎng)中冷卻,則在材料電阻消失的同時(shí),外加磁場(chǎng)也無(wú)法進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi),形象地來(lái)說(shuō),就是磁感線將從超導(dǎo)體中被排出,不能通過超導(dǎo)體,這種抗磁性現(xiàn)象稱為“邁斯納效應(yīng)”,所以應(yīng)該為乙圖;
(4)超導(dǎo)材料的特點(diǎn)就是在溫度很低時(shí)電阻為零,當(dāng)電阻為零時(shí)用超導(dǎo)材料傳輸電能可以減少電能損耗,用作輸電導(dǎo)線.
故答案為:(1)臨界;(2)不可以;(3)乙;(4)遠(yuǎn)距離輸電.

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生對(duì)超導(dǎo)現(xiàn)象以及超導(dǎo)材料應(yīng)用的了解和掌握,超導(dǎo)體的電阻為零,不會(huì)放熱,所以電能無(wú)法轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,可以用于遠(yuǎn)距離輸電.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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