金属有机导体半导体和超导体
例析半导体、超导体的应用
例析半导体、超导体的应用 河北王静 一. 利用半导体的特性解题 用半导体材料制成的热敏电阻具有热敏特性，用半导体材料制成的光敏电阻具有光敏特性，掌握其特性是分析传感器原理或自动装置原理的基础。同时还要知道二极管的单向导电性。 例1. 家用电饭煲中的电热部分是在电路中串联一个PTC（以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器），其电阻率随温度变化的规律如图所示，由于这种材料具有发热和控温双重功能，能使电饭煲自动地处于煮饭和保温状态。 （1）通电前材料的温度低于t1，通电后，电压保持不变，它的功率是（） A. 先增大后减小 B. 先减小后增大 C. 达到某一温度后功率不变 D. 功率一直在变化 （2）当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在（） A. t1 B. t2 C. t1到t2之间的某个温度上 D. 大于t2的某个温度上 解析：当电饭煲内的温度从0升高到t1的过程中，热敏电阻的电阻率随着温度的升高而减小，则电阻也随着温度的升高而减小，而加在电饭煲上的电压保持不变，由 可知，在此过程中电饭煲的发热功率P1随着温度的升高而增大，当温度达到t l时，发热功率达到最大。温度从t1到t2的过程中，随着温度的升高电阻率增大，电阻也随之增大，则可知发热功率减小；而温度越高，其温度与外界的温差就越大，电饭煲的散热功率P2越大。因此，在这之间的某一温度发热功率等于散热功率，即达到保温状态。设此温度为t3；当t
※超导简介与超导材料的历史
神奇的超导：超导简介与超导材料的历史 神奇的超导 罗会仟周兴江 一、什么是超导？ 电阻起源于载流子（电子或空穴）在材料中运动过程中受到的各种各样的阻尼。按照材料的常温电阻率从大到小可以分为绝缘体、半导体和导体。绝大部分金属都是良导体，他们在室温下的电阻率非常小但不为零，在10－12 mΩ?cm量级附近。自然界是否存在电阻为零的材料呢？答案是肯定的，这就是超导体。当把超导材料降到某个特定温度以下的时候，将进入超导态，这时电阻将突降为零（图1），同时所有外磁场磁力线将被排出超导体外，导致体内磁感应强度为零，即同时出现零电阻态和完全抗磁性。超导态开始出现的温度一般称为超导临界温度，一般定义为Tc。微观上来说，当超导材料处于超导临界温度之下时，材料中费米面附近的电子将通过相互作用媒介而两两配对，这些电子对将同时处于稳定的低能组态，叫“凝聚体”。在外加电场驱动下，所有电子对整体能够步调一致地运动，因此超导又属于宏观量子凝聚现象。对于零电阻态，实验上已经证实超导材料的电阻率小于10－23 mΩ?cm，在实验精度允许范围内已经可以认为是零。如果将超导体做成环状并感应产生电流，电流将在环中流动不止且几乎不衰减。超导体的完全抗磁性并不依赖于超导体降温和加场的次序，也称为迈斯纳（Meissner）效应。一个材料是否为超导体，零电阻态和完全抗磁性是必须同时具有的两个独立特征。
超导态下配对的电子对又称库珀（Cooper）对。配对后的电子将处于凝聚体中，打破电子对需要付出一定的能量，称为超导能隙，它反映了电子间的配对强度。一般来说，超导态在低外磁场及低温下是稳定的有序量子态。超导体的一系列神奇特性意味着我们可以在低温下稳定地利用超导体，比如实现无损耗输电、稳恒强磁场和高速磁悬浮车等。正因如此，自从超导发现以来，人们对超导材料的探索脚步一直不断向前，对超导微观机理和超导应用的研究热情也从未衰减。随着对超导研究的深入，一系列新的超导家族不断被发现，它们展现的新奇物理现象也在不断挑战人们对现有凝聚态物理的理解，同时实验技术手段也因此得以加速进步，理论概念更是取得了诸多飞跃。已逾百年的超导研究，在诸多科学家的推动下，依旧不断展示新的魅力！ 金属Hg在4.2K以下的零电阻态
传统超导体简介
2014年5月24日 传统超导体简介 LH·ZW 摘要：如今超导体在社会生产中扮演着越来越重要的作用，不管是急速发展着的电子工业 还是磁悬浮列车的发展都与超导体的发展息息相关。并且一直以来有着神秘色彩超导体在我们心目中都是高端得遥不可及的，而当今社会的发展却因之而大放异彩，所以对于超导体的机制及其应用我们还是应该学习的。 关键词：电磁学超导体零电阻现象迈斯纳效应超导发电磁悬浮列车 引言 超导体与电磁相关原理不无关系。超导体没有电阻是一材料宏观表现出来的性质，并且在我们现有的认知当中，当温度到达（升高或降低）该材料的某一临界值时，其温度会变为让人们一直以来都不为理解且震惊的零值，即是不可思议的没有电阻现象。且超导的最具特点与价值的是其完全导电性和完全抗磁性，由此使得其在社会生活生产中扮演着重要的角色。 一．超导体分类 现在对于超导体的分类并没有统一的标准，通常的分类方法有以下几种： ?通过材料对于磁场的相应可以把它们分为第一类超导体和第二类超导体：对于第一类超导体只存在一个单一的临界磁场，超过临界磁场的时候，超导性消失；对于第二类超导体，他们有两个临界磁场值，在两个临界值之间，材料允许部分磁场穿透材料。 ?通过解释的理论不同可以把它们分为：传统超导体（如果它们可以用BCS理论或其推论解释）和非传统超导体（如果它们不能用上述理论解释）。 ?通过材料达到超导的临界温度可以把它们分为高温超导体和低温超导体：高温超导体通常指它们的转变温度达到液氮温度（大于77K）；低温超导体通常指它们需要其他特殊的技术才可以达到它们的转变温度。 ?通过材料可以将它们分为化学材料超导体比如：铅和水银；合金超导体比如：铌钛合金；氧化物超导体,比如钇钡铜氧化物；有机超导体,比如：碳纳米管。 二．一般超导体（即第一类超导体）的微观机制 1.电阻成因：很多宏观现象可以从微观领域中得到解释。电流是导体中电子的定向移动。电子在原子间移动时，由于电子与原子核间的电磁力的作用，会引起原子振动。众所周知，在正常导体中，一些电子没有被束缚到个别原子上，而是可以通过正离子的晶格自由运动。而电流通过晶格运动时），特别是金属中电子与晶格缺陷碰撞散射，以及在运动过程中其会与晶格振动相互作用而带来宏观上的电阻现象（1）（2）。这就是电阻的成因。 2.超导形成：由电阻成因知我们欲形成超导则要使得那电磁力的作用得到消除进而使得原子消除振动，从而使得电阻为零形成超导。并且由科学研究知在低温下核外电子运转速率
2019中考物理真题分类汇编 新材料及应用 选择、填空、实验题 半导体、超导体、纳米材料等(共14题)
2019中考物理真题分类汇编新材料及应用选择、填空、实验题半导体、超导体、纳米材料等（共14题，有答案） 一、选择题 1．（2019?呼伦贝尔）下列有关材料、信息、能源的说法正确的是（）A．LED灯核心元件的主要材料是超导体 B．光纤通信是利用光的反射传递信息的 C．当前运行的核电站是利用核聚变发电的 D．不同频率的电磁波在真空中传播速度不同 2．（2019?济南）华为Mate20系列智能手机所搭载的国产7纳米制造工艺麒麟980芯片，“在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管”，实现了性能与能效提升的新突破。计算机芯片、智能手机芯片等体积的微型化及性能的代际提升，都得益于一种新型材料的研发。这种新型材料是（） A．超导材料B．磁性材料C．纳米材料D．半导体材料3．（2019?百色）LED灯是一种节能光源，核心元件是发光二极管，二极管的主要材料是（）A．钨丝B．陶瓷C．半导体D．超导体4．（2019?沈阳）一天晚上，某集体宿舍楼突然断电，走廊的应急灯立即亮起。经检查发现楼内空气开关跳闸。8min之后故障排除，闭合空气开关恢复供电，应急灯熄灭。应急灯的发光元件由多个发光二极管组成，每盏应急灯的实际功率为2W．下列说法中正确的是（） A．空气开关跳闸一定是用电器总功率过大造成的 B．发光二极管发光部分是由超导体材料制成的 C．本次断电每盏应急灯消耗的电能是16J D．应急灯亮起时将电能主要转化为光能 5．（2019?玉林）超导现象是指某些物质在温度很低时电阻变为零的现象。如果某种超导材料能应用于实际，最适合用来制作（） A．保险丝B．输电导线 C．电炉丝D．变阻器的电阻丝 6．（2019?海南）我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时，再加入一定数量的电子，石墨烯的电阻突然变为0．此现象中石墨烯是（） A．绝缘体B．导体C．半导体D．超导体7．（2019?新疆）芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（）A．导体B．半导体C．绝缘体D．超导体8．（2019?邵阳）现代生产生活中需要各种各样的材料，下列说法正确的是（）A．超导体是一种电阻超级大的材料 B．橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料 C．用半导体材料可以制成性能优良的输电导线 D．有些半导体材料对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻 9．（2019?河南）一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成，其中制成发光二极管的材料是（） A．导体B．半导体C．超导体D．绝缘体10．（2019?郴州）电池作为一种可移动电源，生活中应用十分广泛。常见的电池有干电池、
导体、绝缘体、半导体和超导体
一、选择题 1．下列用品中，通常情况下属于绝缘体的是 A．金属勺B．瓷碗C．铅笔芯D．铁钉 2．当温度降低到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫做超导体。电流通过超导体时不发热，因此超导体的应用十分广泛。假如有室温环境中的超导体，可用它来制作 A．家用保险丝B．白炽灯灯丝C．电热丝D．输电导线 3．下列物品中使用了半导体材料的是 A．机器人B白炽灯C．滑动变阻器D，机械手表 4．将下面一个物体与小灯泡串联在电源上，闭合开关后，能使小灯泡发光的是 A．橡皮B．铅笔芯C．塑料尺D．透明胶带 5．材料科学的发展正在影响着我们的生活，下列关于材料应用的说法中正确的是 A．保险丝是利用半导体材料制成的B．利用超导材料做电热丝，电热丝会更热 C．利用钨做灯丝，是因为钨的熔点低D．试电笔外壳是用塑料制成的，因为它是绝缘材料 5.小明家装修房屋需要购买导线，关于导线种类的选择，最恰当的是： A．强度大的铁丝B．细小价格较便宜的铝丝 C．粗一点的铜丝D．性能稳定的镍铬合金丝 6．太阳能电池的光伏板是由非晶态硅制成的，它能把太阳能直接转化为电能，其主要材料是A．磁性材料B．纳米材料C．半导体D．超导体 二、填空题 7．有一种材料，它的导电性介于导体和绝缘体之间，这种材料称为_______材料，电脑的微处理器就是由成千上万个这种材料制成的元件组成；某些材料在特定温度下，电阻接近于零，这种材料物理学上称之为_______材料，此处的特定温度通常_______（选填“很高”、“接近常温”或“很低”）． 8．如图（甲）所示，把玻璃珠接入电路中，闭合开关，发现小灯泡不发光。说明：； 现给玻璃珠加热，如图乙所示，当玻璃珠加热到红炽状态时，发现小灯泡发光，说明：。 9．硅、锗等半导体材料的导电能力比铜、铁等金属的导电能力____(选填“强”或“弱”)。某些物质在温度很低时，电阻变为____，这就是超导现象。如果能制造出常温下的超导体，它可以在下列哪些情境得到应用 ____(选填序号)。 ①用作电吹风的电热丝②用作白炽灯的灯丝③用作输电线缆 10.如图所示的是插入式电阻箱的结构示意图。它的最大电阻值是________Ω，图中A、B两个接线柱之间的电阻值是________Ω。
超导物理与诺贝尔奖
超导物理作为一个有近百年历史的学科，它是随着对超导电性的研究、认识不断发展起来的，特别是50年代以来取得了一系列重大突破，引发了今天的高温超导电性机理及超导材料研究的热潮。 昂内斯(中间白衣者)在他所创立的低 温实验室内 昂内斯(1853～1926) 荷兰低温物理 学家 1908年成功地液化了氦气，1911年 发现了某些金属在液氦温度下电阻 突然消失，即“超导电性”现象，于 1913年获奖。
巴丁(1908～1991) 美国物理学家 库珀(1930～) 美国物 理学家 施里弗(1931～) 美国物理学家 1957年巴丁、库珀和施里弗合作创建了超导微观理论，于1972年获奖。这一理论能对超导电性作出正确的解释，并极大地促进了超导电性和超导磁体的研究与应用。 用于电子对撞机的超导线圈，重达65吨。
。 约瑟夫森(1940～) 英国物理学家1962年预言存在超导电子对隧道电流，第二年这一预言被实验证实，并被命名为约瑟夫森效应，1973年获奖 贾埃弗(1929～) 挪威裔美国物理学家1957年完成了量子隧道效应实验，并于1963年完成了超导体隧道效应实验。于1973年获奖。 约瑟夫森和贾埃弗的发现，对于研制高性能的半导体和超导体元器件具有很高的应用价值，并导致超导电子学的建立。
K.A.缪勒(1927～) 瑞士物理学家 1983年缪勒和柏德诺兹合作进行超导研究，三年后发现了钡镧铜氧体系高温超导化合物。于1987年获奖。这一研究成果导致了多种液氮温区高温超导体材料的出现，并宣告了超导技术开发应用时代即将到来。 超导研究已长达近一个世纪，20年前超导应用在科学界还被认为是一种侈谈。而今天，它已在科研、医疗、交通、通信、军事、电力和能源等领域得到了应用。但这只是序幕，超导研究与应用在21世纪将为我们展现更加绚丽辉煌的前景。 柏德诺兹(1950～) 德国物理学家 应用超导体的磁悬浮列车实验装置
导体绝缘体半导体和超导体
一、选择题 （11·泉州）6．下列物体中属于导体的是 A．玻璃杯B．竹筷C．瓷碗D．不锈钢杯 答案：D （11·北京）3．下列用品中，通常情况下属于绝缘体的是 A．金属勺B．瓷碗C．铅笔芯D．铁钉 答案：B （11·莆田）8．当温度降低到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫做超导体。电流通过超导体时不发热，因此超导体的应用十分广泛。假如有室温环境中的超导体，可用它来制作 A．家用保险丝B．白炽灯灯丝 C．电热丝D．输电导线 答案：D （11·漳州）9．下列物品中使用了半导体材料的是 A．机器人B白炽灯C．滑动变阻器D，机械手表 答案：A （11·柳州）2．下列物体中，通常情况下属于绝缘体的是 A．金属B．人体C．铅笔芯D．橡胶 答案：D （11·昆明）7．下列材料中符合大功率、远距离输送电能要求并最具有应用前景的是A．铝质材料B．超导体材料C．纳米材料D．半导体材料 答案：B （11·新疆）4．将下面一个物体与小灯泡串联在电源上，闭合开关后，能使小灯泡发光的是 A．橡皮B．铅笔芯C．塑料尺D．透明胶带 答案：B (11·潜江、天门、仙桃等)34．下列物体中，不可能应用超导材料的是 A．输电导线B．发电机线圈C．电炉丝D．磁悬浮列车 答案：C （11·杭锦旗）6．今年四月，美国《科学》杂志发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述。这表明，在新超导体研究领域，我国取得了令人瞩目的成就。假如人们已研制出常温下的超导体，则可以用它制作
A．家用保险丝B．白炽灯泡的灯丝 C．电炉的电阻丝D．远距离输电导线 答案：D （11·沈阳）4．材料科学的发展正在影响着我们的生活，下列关于材料应用的说法中正确的是 A．保险丝是利用半导体材料制成的 B．利用超导材料做电热丝，电热丝会更热 C．利用钨做灯丝，是因为钨的熔点低 D．试电笔外壳是用塑料制成的，因为它是绝缘材料 答案：D （11·清远）2．太阳能电池的光伏板是由非晶态硅制成的，它能把太阳能直接转化为电能，其主要材料是 A．磁性材料B．纳米材料C．半导体D．超导体 答案：C 二、填空题 （11·湛江）14．在我国，家庭电路的电压是_______V，每个用户之间的电路连接方式是_______联；今年高考，湛江市首次使用金属探测仪防止考生作弊，金属是______（填“导体”或“绝缘体”）． 答案：220 并导体 （11·肇庆）12．有一种材料，它的导电性介于导体和绝缘体之间，这种材料称为_______材料，电脑的微处理器就是由成千上万个这种材料制成的元件组成；某些材料在特定温度下，电阻接近于零，这种材料物理学上称之为_______材料，此处的特定温度通常_______（选填“很高”、“接近常温”或“很低”）． 答案：半导体超导很低 （11·崇左）18．如图（甲）所示，把玻璃珠接入电路中，闭合开关，发现小灯泡不发光。说明：； 现给玻璃珠加热，如图乙所示，当玻璃珠加热到红炽状态时，发现小灯泡发光，说明：。
超导材料基础知识介绍
超导材料基础知识介绍 超导材料具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。 特性超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。主要有以下性能。 ①零电阻性：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。 ②完全抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。 ③约瑟夫森效应：两超导材料之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流电流变成高频交流电，并向外辐射电磁波，其频率为，其中h为普朗克常数，e为电子电荷。这些特性构成了超导材料在科学技术领域越来越引人注目的各类应用的依据。 基本临界参量有以下 3个基本临界参量。 ①临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是钨，为0.012K。到1987年，临界温度最高值已提高到100K左右。 ②临界磁场：使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以Hc表示。Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2]，式中H0为0K时的临界磁场。 ③临界电流和临界电流密度：通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态，以Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic 称为临界电流密度，以Jc表示。 超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例，从1911年荷兰物理学家H.开默林－昂内斯发现超导电性(Hg，Tc=4.2K)起，直到1986年以前，人们发现的最高的 Tc才达到23.2K(Nb3Ge，1973)。1986年瑞士物理学家K.A.米勒和联邦德国物理学家J.G.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间，新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景，米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。 分类超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶
半导体和超导体
达标训练 基础·巩固 1.半导体不宜制作（） A.电阻 B.导线 C.晶体三极管 D.集成电路 解析：半导体有一定的电阻，用作导线易发热. 答案：B 2.用超导体不能制作的电器有（） A.电炉 B.发电机 C.电动机 D.计算机 解析：超导体无电阻，不产生热. 答案：A 3.若常温下的超导体能研制成功，它适于做以下哪些元件（） A.保险丝 B.输电线 C.电炉丝 D.电磁铁 解析：保险丝和电炉丝应用电流热效应.用超导体无法工作. 答案：BD 4.街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实行了自动控制，这是利用半导体的（） A.压敏性 B.光敏性 C.热敏性 D.三种特性都利用了 解析：半导体的电阻变化引起灯的亮、灭. 答案： B 综合·应用 5.超导现象是当今高科技的热点.当一块磁体靠近超导体时，超导体会产生强大的电流并且对磁体有排斥作用，这种排斥作用可以使磁体悬浮在空中，磁悬浮列车利用的就是这种原理.那么超导体产生强大电流的原因是（） A.超导体中磁通量很大 B.超导体中磁通量的变化率很大 C.超导体中电阻极小 D.超导体中电压很大 解析：磁悬浮列车需要强大的电流，只能利用超导体电阻小的特性维持电路中的电流. 答案：C 6.如图14-3-5所示，已知R1为半导体热敏电阻，R2与R3是普通电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明（） 图14-3-5 A.环境温度升高 B.环境温度降低 C.环境温度不变 D.都有可能 解析：灯泡变暗，灯泡中的电流变小， R1变大，说明环境温度降低. 答案：B 7.如图14-3-6所示，如果用超导体作灯丝制作电灯泡，把这样的电灯泡L和一个小阻值的电阻R串联接到电源电压恒为U的电路中，则下列说法中正确的是…（）
超导现象简介
超导现象简介 超导现象：某些物质在温度降低到一定值时电阻会完全消失，这种现象称为超导电性。超导技术的开发和应用对国民经济、军事技术、科学实验与医疗卫生等具有重大价值。 具有超导电性的物质称为超导材料或超导体。超导材料包括金属低温超导材料、陶瓷高温超导材料和有机超导材料等。 发展概况：超导电性是荷兰科学家H.K.昂尼斯1911年发现的，他在做低温实验时，意外发现汞线冷却到4ZK时电阻突然消失了。随后科学家们发现许多金属、合金和金属间化合物也具有这种特性。1933 年，德国人W.迈斯纳发现超导体具有高抗磁性，使磁力线不能透人，人们称之为迈斯纳效应。1957年美国人J.巴丁、LN.库泊、J.R.施里弗共同提出超导微观理论(BCS理论)。1962年，英国人BD.约瑟夫森从理论上预言超导电流能够穿过一层极薄的绝缘体进入另一超导体，形成隧道超导电流。这种约瑟夫森效应随后为实验所证实。1986 年初，美国国际商用机器公司苏黎世研究所的K.A.马勒和J.G.贝诺斯发现，钡钢铜氧化合物在30K时呈现超导电性。这种陶瓷超导材料的发现，为超导技术的发展开辟了新的途径。1986年以前发现的超导材料是良导体金属、合金和金属间化合物，其临界温度最高不过232K，而马勒和贝诺斯发现的超导材料却是氧化物，临界温度比低温超导体高得多，对超导研究具有划时代的意义，世界各国对此都十分重视。1987年中国成立了超导技术专家委员会和国家超导技术联合研究开发中心，统一领导全国的超导研究工作;同年7月美国总统提出《总统超导倡议》，要求政府采取必要措施支持高温超导研究;日本政府和民间企业、大学制订了共同开发超导材料的计划。各国超导科学家以陶瓷材料为对象寻找高临界温度的超导材料，形成了一股世界性的超导研究热，忆钡铜氧化合物、秘锯钙铜氧化合物、铂钡钙铜氧化合物等高温超导材料不断涌现。自1986年以来，中国在高温超导技术攻关中取得了一系列重大成就，在某些领域达到了国际领先水平。超导材料特性超导材料最重要的特性是完全电导性和完全抗磁性。完全电导性是指在一定的温度条件下超导体的电阻为零，在这种状态下，超导体不仅可以无损耗地输送电流，而且在储存电能时也不会有损失。完全抗磁性是指材料一旦进人超导状态，磁力线就不能穿过超导体，其内部磁通量等于零。这两个特性是衡量
超导材料的应用与前景展望
超导材料的应用与前景展望 摘要：超导是超导电性的简称，是指某些物体当温度下降至一定温度时，电阻突然趋近于零的现象。具有这种特性的材料称为超导材料。自从超导发现至今，超导的研究和超导材料的研制已迅速发展，超导材料的物质结构及性质已逐渐研究清楚，其具有优越的物理性质和优越的性能，目前已被广泛的接受和认同，超导材料也得到了广泛的应用，特别是高温超导材料的广泛应用将会给社会带来的巨大变革。 关键字：超导材料；临界参量；超导应用 Application and Prospect of superconducting materials Abstract: Superconducting superconductivity for short, refers to some object when the temperature drops to a certain temperature, resistance suddenly approaches zero phenomenon. With the characteristics of the material called superconducting materials. Since the superconducting found so far, the research and development of superconducting superconducting materials has developed rapidly, the material structure and properties of superconducting materials has been studied clearly, which has physical properties superior and superior performance, has been widely accepted and recognized, superconducting materials have been widely used, especially the great change widely used high temperature superconducting materials will bring to the society. Key words:Superconductor;Critical parameter;Superconducting application 1 引言 1911年荷兰物理学家翁奈在研究水银低温电阻时首先发现了超导现象。后来许多科学家又陆续发现了一些金属、合金和化合物在低温时电阻也变为零，即具有超导现象。超导现象是20世纪的重大探索发现之一。物质在超低温下，失去电阻的性质称为超导电性；相应的具有这种性质的物质就称这超导体。超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。有专家预言，超导体的应用将导致一场新技术革命，尤其是高温超导材料的发现，是最近几十年来物理学及材料科学领域中的重大突破之一，已引起全世界广泛关注，各国众多科学工作者参与超导的研究与发展工作，人们将会很快感受到它给社会带来的巨大变革。目前，超导材料已被应用于很多领域，本文拟就超导材料的性质、临界参量、分类、应用及前景展望等几个方面展开论述，以帮助人们更好的认识超导材料。
【附20套名校中考真题】导体、绝缘体、半导体和超导体
江苏省苏州市2019年中考物理试题及答案（word解析版） 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，满分24分.每小题给出的选项中只有一个选项符合题意） 1．（2分）（2019?苏州）在如图所示的四位科学家中，以其名字命名功率单位的是（） A． 牛顿B． 帕斯卡 C． 瓦特 D． 焦耳 考点：物理量的单位及单位换算． 专题：其他综合题． 分析：认识图片展示的物理学家，根据对物理量及单位的对应关系确定符合题意的选项．解答：解： A、图片中的科学家是牛顿，它的名字被命名为力的单位．不符合题意； B、图片中的科学家是帕斯卡，它的名字被命名为压强的单位．不符合题意； C、图片中的科学家是瓦特，它的名字被命名为功率的单位．符合题意； D、图片中的科学家是焦耳，它的名字被命名为功和能量的单位．不符合题意． 故选C． 点评：此题考查我们对物理学史的了解和掌握情况，属于基础题，难度较小，容易解答． 2．（2分）（2019?苏州）某同学在学习了“声音是什么”以后，总结出以下四点，其中错误的是（） A．声音是由物体振动产生的
B．声音是一种波 C．声音具有能量 D．通常情况下，声音在空气中传播得最快 考点：声音的产生；声音在不同介质中的传播速度；声与能量． 专题：声现象． 分析：①声音是由物体振动产生，正在发声的物体叫声源． ②声音以声波的形式传播，在不同介质中的传播速度不同，一般说，声音在固体中传 播的最快，在液体中次之，在气体中最慢，另外声音的传播速度还与温度有关． ③声音能够传递信息，本身具有能量． 解答：解： A、声音的物体振动产生的，一切发声体都在振动．此选项正确； B、声音本身是一种波，看不到摸不着．此选项正确； C、声音能够传递信息，本身具有能量．此选项正确； D、通常情况下，声音在固体中传播最快，在空气中传播最慢．此选项错误． 故选D． 点评：此题考查我们对声音基本特征的认识，属于基础题，难度较小，容易解答． 3．（2分）（2019?苏州）下列关于能源、能量转化及其说法正确的是（） A．化石能源是可再生能源 B．太阳能不是清洁能源 C．能量在转化或转移的过程中总量保持不变 D．核能只能通过重核裂变获取 考点：能源的分类；能量守恒定律；核能． 专题：应用题；能源的利用与发展． 分析：（1）能从自然界源源不断获得或可重复利用的能源是可再生能源；不能从自然界源源
2019中考物理二轮练习专项练习-导体、绝缘体、半导体和超导体.doc
2019中考物理二轮练习专项练习-导体、绝缘体、半导体和超导 体 注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！ 【一】选择题 1、以下物体中属于导体的是 A、玻璃杯 B、竹筷 C、瓷碗 D、不锈钢杯 答案：D 2、以下物品中，通常情况下属于导体的是 A、玻璃试管 B、钢尺 C、塑料笔筒 D、橡皮 答案：B 3、以下用品中，通常情况下属于绝缘体的是 A、金属勺 B、瓷碗 C、铅笔芯 D、铁钉 答案：B 4、以下物品中，属于绝缘体的是 A、.陶瓷碗 B、二极管C.铅笔芯D、缝衣针 答案：A 5、一下学习文具，通常情况下属于导体的是 A、铅笔芯 B、塑料三角尺 C、透明塑料笔袋 D、橡皮 答案：A 6、当温度降低到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫做超导体。电流通过超导体时不发热，因此超导体的应用十分广泛。假如有室温环境中的超导体，可用它来制作
A、家用保险丝 B、白炽灯灯丝 C、电热丝 D、输电导线 答案：D 7、以下物品中使用了半导体材料的是 A、机器人B白炽灯C、滑动变阻器D，机械手表 答案：A 8、以下物体中，通常情况下属于绝缘体的是 A、金属 B、人体 C、铅笔芯 D、橡胶 答案：D 9、以下材料中符合大功率、远距离输送电能要求并最具有应用前景的是 A、铝质材料 B、超导体材料 C、纳米材料 D、半导体材料 答案：B 10、将下面一个物体与小灯泡串联在电源上，闭合开关后，能使小灯泡发光的是 A、橡皮 B、铅笔芯 C、塑料尺 D、透明胶带 答案：B 11、以下物体中，不可能应用超导材料的是 A、输电导线 B、发电机线圈 C、电炉丝 D、磁悬浮列车 答案：C 12、以下物品中，通常情况下属于导体的是 A、玻璃 B、铁钉 C、橡胶 D、塑料
超导体的电磁性质
超导体的电磁性质 李志兵 1.概述 1911年以来,陆续发现某些元素、合金、化合物或其它材料，当温度下降至某临界温度以下时，电阻消失至微不足道,这种现象称为超导电性.具有超导电性的材料称为超导体.1933年发现超导体具有抗磁性，这现象称为迈斯纳(Meissner)效应.超导电性和抗磁性是超导体最重要的宏观性质. c T 20世纪70年代以前发现的超导体主要是元素超导体(包括金属和半导体)和合金超导体，临界温度一般为几K ,最高不超过,这些称为常规超导体.20世纪80年代以来陆续发现某些铜氧化物超导体,临界温度可达数十30K K 甚至超过100K ,这些称为高温超导体.由于高温超导体具有奇特性质和广阔应用前景，因此，对高温超导现象的理论与实验研究有着重大意义,是当今凝聚态物理一个重要的前沿课题.如何进一步提高临界温度,是其中的关键问题. 超导体是量子多体系统，超导电性和Meissner 效应是宏观量子效应.因此超导理论必须是建立在量子力学基础上的微观理论.1957年，J.Bardeen ，L.N.Cooper 和J.R.Schrieffer 用电子-声子机制建立的BCS 理论认为，当材料处于超导态时，费米面附近动量和自旋大小相等、方向相反的自由电子,通过交换虚声子产生的吸引力形成Cooper 对,Cooper 对不受晶格散射,是一种无电阻的超流电子.这一理论成功地解释了常规超导体的超导电性成因及其一系列性质.但是,高温超导现象的微观理论至今仍未完善. 在BCS 理论出现之前,以经典电动力学为基础的伦敦（London ）唯象理论(1935年)和金兹堡-朗道（Ginzburg-Landau ）唯象理论(1950年),在一定程度上可以解释超导体的宏观电磁性质.本节主要介绍伦敦唯象理论,其基本思想是以麦克斯韦方程为基础,建立超导电流与电磁场的局域关系即London 方程.由于没有涉及微观机制,伦敦理论与实验结果有明显偏差.1953年,皮帕德(Pippard)引入相干长度概念,提出非局域修正. 2.超导体的基本现象 超导体的基本现象主要包括: (1) 超导电性 图3-8表示Hg 样品的电阻 随温度变化的关系.当温度下降到以下时， 4.2K 电阻消失，样品处于超导态，温度在以上 4.2K 则处于正常态.就是的临界温度.不 4.2K Hg c T 同材料有不同的临界温度. 图3-8(用郭书的图3-8)
超导体简述
超导体简述 一、超导体的定义: 一般材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动几乎消失，材料的电阻趋近于0，此时称为超导体，达到超导的温度称为临界温度。 二、超导体的发展史： 1911年，荷兰科学家昂内斯(Onnes)用液氦冷却汞，当温度下降到绝对温标4.2K 时水银的电阻完全消失，这种现象称为超导电性，此温度称为临界温度。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的“高温”，其实仍然是远低于冰点摄氏0℃的，对一般人来说算是极低的温度。 1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，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。 经过科学家们的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是突破温度障碍，即寻求高温超导材料。 超导现象 1973年，发现超导合金――铌锗合金，其临界超导温度为23.2K，这一记录保持了近13年。 1986年，设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧钡铜氧化物）具有35K的高温超导性。此后，科学家们几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。 1986年，美国贝尔实验室研究的超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。 1987年，中国科学家赵忠贤以及美国华裔科学家朱经武相继在钇－钡－铜－氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上，液氮的“温度壁垒”（77K）也被突破了。1 987年底，铊－钡－钙－铜－氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从19 86－1987年的短短一年多的时间里，临界超导温度提高了近100K。 2001年，二硼化镁(MgB2)被发现其超导临界温度达到39K [1]。此化合物的发现，打破了非铜氧化物超导体(non-cuprate superconductor)的临界温度纪录。
(4年合编版)中考物理试题分类整合 知识点63 导体、绝缘体、半导体和超导体 新人教版
知识点63：导体、绝缘体、半导体和超导体 2020年 3．（09北京市）下列用品中，通常情况下属于导体的是 A．玻璃棒 B.塑料尺 C.橡皮 D.铁钉 答案：D （09成都）．下列物体中，用到了半导体材料的是 A．智能机器狗 B．白炽灯泡 C．普通干电池 D．滑动变阻器 答案：A （09·湖北宜昌市）3．当温度降到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫超导体。下列物体可以用超导体来制作的是 A．家用保险丝 B．白炽灯泡的灯丝 C．电炉的电热丝 D．输电导线 答案：D (09·广西柳州)2.下列物体属于导体的是 A．木片 B．塑料尺 C．橡皮 D．细铜线 答案：D 2．（09·湖北仙桃等市）下列关于半导体、超导体的说法中，正确的是 A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，可制作二极管 B．半导体的导电性能良好，可制作远距离输电导线 C．超导体的导电性能最好，可制作电炉丝 D．超导体的电阻为零，没有实际用途 答案：A
4．（09·株洲）图1中标出了制成铅笔的几种材料，通常条件下属于导体的是A．木材、橡皮 B．石墨、金属 C．木材、金属D．石墨、橡皮 答案：B 13. （09·来宾）下列生活用品中，通常情况下属于导体的是（） A．塑料筷子 B．金属勺 C.玻璃杯 D.陶瓷碗 答案：B 14. (09·河南)LED灯是一种新型的高效节能光源，它的核心元件是发光二极管。二极管由下列哪种材料制成 A.陶瓷材料 B.金属材料 C.半导体材料 D.超导材料 答案：C 6．（09·衡阳）当温度降到很低时，某些金属的电阻会突然消失，这种现象称为超导现象．假如所有导体都没有了电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是 A．白炽灯仍然能发光 B．电动机仍然能转动 C．电饭锅仍然能煮饭 D．取暖器仍然可以发热 1．（09·长春）下列物品通常情况下属于绝缘体的是（） A大头针 B．金属刀 C．铅笔芯 D．塑料尺 （09湖南娄底）．节能与环保在“两型”社会的建设中起着重要作用．在电厂发电、输送电力、贮存电力等方面若能采用超导材料，就能大大降低由于电阻引起的电能损耗．超导材料就是在温度很低时，电阻变为． 答案：0 (09广东)．就导电性能来说，金属的导电性能一般比非金属（选填“强或弱）；有些元素如硅、锗等的导电性能介于金属和非金属之间，常称作。某些物质在温度极低时，电阻会变成零，这就是现象。
常识备考：生活中常见的导体、半导体和绝缘体有哪些
常识备考：生活中常见的导体、半导体和绝缘体有哪些？ 关于导体、半导体和绝缘体的知识点在事业单位公共基础知识的考题中出现过，在事业单位联考的常识题目中也时常会涉及。例如在山西的事业单位考试中曾经考查过这样的一道题目： 锗、硅、硒电阻率受外界条件影响极大，在电子技术和无线电技术中有广泛应用，这样的材料属于( )。 A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体 此题的考点就是导体、半导体和绝缘体的类型和应用，而题目中的锗、硅、硒都属于半导体。今天，小编就来给大家梳理一下生活中常见的导体、半 导体和绝缘体。 考点1：生活中常见的导体 一、什么是导体 导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。在外电场作用下，载流子作定向运动，形成明显的电流。 二、常见的导体 金属是最常见的一类导体，例如铝、铁、铜、银等，大部分金属都是导体。金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚，而成为自由电子，留下的正离子（原子实）形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。在极低温度下，某些金属与合金的电阻率将消失而转化为“超导体”。
第二类常见的导体是电解质的溶液，例如酸、碱、盐水溶液。其载流子是正负离子。实验发现，大部分纯液体虽然也能离解，但离解程度很小，因而不是导体。 电离的气体也能导电，被称为气体导体，其中的载流子是电子和正负离子。通常情形下，气体是良好的绝缘体。如果借助于外界原因，如加热或用X 射线、γ射线或紫外线照射，可使气体分子离解，因而电离的气体便成为导体。 生活中人们常用的物品，例如图钉、钢尺、铝条、铜线、水壶、回形针、钥匙、铅笔芯等都是导体。石墨、水、人体、大地、湿木等等也都是常见的导体。 考点2：生活中常见的绝缘体 一、什么是绝缘体 不善于传导电流的物质称为绝缘体，绝缘体又称为电介质。它们的电阻率极高。绝缘体和导体，没有绝对的界限。绝缘体在某些条件下可以转化为导体。这里要注意导电的原因：无论固体还是液体，内部如果有能够自由移动的电子或者离子，那么他就可以导电。没有自由移动的电荷，在某些条件下，可以产生导电粒子，那么它也可以成为导体。 二、常见的绝缘体 绝缘体的种类很多：第一类是固体，如塑料、橡胶、玻璃，陶瓷、琥珀等；第二类是液体，如各种天然矿物油、硅油、三氯联苯等；第三类是气体，如空气、二氧化碳、六氟化硫等。 生活中的玻璃棒、玻璃杯、塑料尺、橡皮、木块、尖刀柄、食用油等都是常见的绝缘体。
YBCO超导体的制备及研究现状
YBCO超导体的制备及研究现状 摘要：本文简述了YBCO 高温超导体的基本性能，探讨了YBCO 高温超导体的传统制备方法以及目前较为新型的制备方法，根据YBCO 高温超导体材料的基本性能研究了其在磁体和电力方面的广泛应用，同时还对YBCO 高温超导体材料的发展前景进行了简单介绍。 关键词：超导体；制备方法；研究现状； The Preparation Methods and Research of YBCO Dong Mei Abstract：The text introduced the basic characteristics of YBCO, and explored its traditional preparation methods and some newer ones at present.According to its basic characteristics, we reasearched the magnetic and electric application of YBCO. Meanwhile, we gave a simpleintroduction to its prospects for development. Key words:superconductor；preparation methods；research； 引言：超导现象是在19世纪最早出现的[1]，随着科学家的不断研究与探索，高温超导体在各个领域里的应用越来越受到人们的重视，对其超导性、制备方法以及应用前景的研究，已经成为科学家们关注的问题之一。现以钇系中的YBCO 高温超导体为一个典型的代表，对YBCO高温超导体的性能、制备方法、应用及发展前景进行研究，从而对高温超导材料有一个更加全面的了解与认识，以此促进高温超导材料在今后的研究，使其在各个领域得到更加广泛的发展与应用。 1YBCO高温超导体的简介及性能研究 超导材料是指具有超导性的材料，该材料在室温下是有电阻的良好导体，但随温度的下降，其电阻降低，当温度达到临界温度T C（超导体从具有一定电阻的正常态转变为电阻为零的超导态时所对应的临界温度[2]）以下，它们的电阻会突然消失。YBCO高温超导体属于属于氧化物超导体的一种，根据磁化测试的结果，其属于第二类超导体。 YBCO高温超导体除具有传统超导体的基本性能（完全导电性（零电阻）、完全抗磁性、约瑟夫森效应）外，还具有很高临界温度（90K以上，而一般的超导体T C介于10～40K之间），同时YBCO超导体的晶体结构大于属于畸变的层状钙钛矿结构，具有陶瓷性，且该化合物中的大多数的金属元素在一定范围内可以全部或部分被其他金属元素所替代，而不明显或仍然具有超导性。 2YBCO高温超导体的制备方法研究 自高温超导氧化物发现以来，人们采用多种不同的工艺来制备高临界电流密度的超导体,。对于YBCO高温超导体的制备方法也是越来越多了，下面将列举一些常见的传统制备方法和一些较为新型的制备方法。 2．1烧结法