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科普阅读题 适中0.65 引用7 组卷374
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首次实现常温超导

各种金属导体中,银的导电性能是最好的,但还是有电阻存在。在1911年,物理学家首次在低于-268.8℃的环境中发现汞的超导现象,即电流可以在超导材料中零电阻通过。这种超导效应一直是在超低温下才能观察到。在2020年10月14日,罗切斯特大学在《自然》发表其研究人员首次在高达15℃的温度下,观察到常温超导现象。但这次研究人员创造的常温超导材料,也存在严重的限制,他们观察到的超导现象,是在2670亿帕的压强条件下实现的,这是和地心处压强相当的超高压条件。
如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到________Ω,此时,若在正常工作的电路中,超导体两端电压为________V;
(2)在低于-268.8℃的环境中的汞的内能________(选填“等于”或“大于”)零;
(3)罗切斯特大学创造的常温超导材料,存在的限制是所需________太高,无法在正常状态下实现;
(4)设想一下,如果“常温常压超导”进入工业化,为了节能,超导材料________(选填“可以”或“不可以”)用于制造电热水壶,原因是________
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知识点:超导现象和超导材料焦耳定律的公式及简单应用 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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阅读《超导体》,回答下列问题.

超导体

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,荷兰科学家昂尼斯意外地发现,将水银冷却到-268.98℃时,水银的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性,由于材料的这种特殊导电性能,昂尼斯称其为超导态.昂尼斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖.

科学家将一个铅制的圆环,放入温度低于Tc=-265.97℃的空间,利用电磁感应使环内产生感应电流.结果发现,从1954年3月16日始,到1956年9月5日止,在两年半的时间内电流一直没有减小;当温度上升到高于Tc时,圆环由超导状态变成正常状态,感应电流立刻消失.这就是著名的昂尼斯持久电流实验.

当物质的温度低于它的临界温度(转变为超导的温度),这种物质才会有超导性.一般金属或合金的临界温度都很低,低温环境的要求使得超导体很难在日常生活生产中应用.近几十年来,各国科学家一直在努力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,在全球掀起了一股“超导热”,全世界范围展开了一场寻找临界温度更高的超导材料的竞赛,记录在短短一年里被数次刷新.中国科学家们在此期间也取得了重大突破,研究水平位于世界前列.高温超导体的巨大突破,以液氮代替液氦作超导制冷剂获得超导体,液氮制冷机的效率高、价格低廉、制冷设备简单.液氮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.


请回答下列问题:
(1)“昂尼斯持久电流实验”中铅制圆环由超导状态变成正常状态后,感应电流立刻消失,这个过程中电能转化成了_________能.
(2)假如电熨斗内部的电热丝、电动车内电动机的线圈、白炽灯的灯丝都处于超导状态,其中仍能正常工作且减少了能量损失的是_________.(选填“电熨斗”、“电动车”或“白炽灯”)
(3)高温超导体使用液氮冷却,是利用了液氮的_________较低的特点.
A. 熔点        B. 沸点       C. 热值       D. 比热容
阅读下列短文,回答问题:

人类实现御剑飞行不是梦


国外发明了一款飞行板,它的设计是基于传统的喷水板,是用强大的水射流把人抬到空中,该装备配备了以煤油为燃料的喷气发动机,脚底是一部小型的喷气式发动机的背部背负燃料以及控制系统与飞行器连接。从而摆脱了连接设备与地面的不必要的管道和电缆,飞行员用手握住控制面板就能没有束缚自由飞行。在不浪费太多燃油的情况下,飞行板上的空气动力可产生高达3000N的水平牵引力,在6分钟内以40m/s的速度飞行,今后,设计师们希望在时速、续航能力和负载方面进行改进,这样的飞行器你是否也想拥有一台呢?

(1)文中飞行板中用的是喷气式发动机的工作原理,跟图2中的原理是类似的______(选填“甲”或“乙”)。图3中是汽油机的______冲程;
(2)当人和设备的总重为800N,使用文中飞行板在空中匀速上升时,向上的举力______800N(选填“大于”“等于”或“小于”)。当飞行员水平匀速飞行时,飞行板的最大功率是______W;
(3)超导体小晶体在磁铁上方悬浮飞行时,云雾一直围绕着小晶体,这是因为在小晶体的周围,空气中的水蒸气______(填物态变化的名称)形成了小水滴;
(4)超导是指导电材料在温度降到足够低时,电阻为______的性质。超导体有一个重要特性就是抗磁性。如果把超导体放在磁场中冷却到一定程度时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体这种现象称为抗磁性,对单晶锡球进行实验发现球过渡到超导态时,图4中______(选填“A”或“B”)的描述符合单晶锡球的抗磁性特性。

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