【題目】閱讀《超導材料》
超導材料
1911 年,荷蘭科學家昂內(nèi)斯(Onnes)用液氦冷卻水銀時發(fā)現(xiàn),當溫度下降到 4.2K(-268.98℃時)時,水銀的電阻完全消失。1913 年昂內(nèi)斯在諾貝爾領獎演說中指出: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 進入了一種新狀態(tài),由于它的特殊導電性能,可以稱為超導態(tài)。后來他發(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)象稱為超導電性,達到超導時的溫度稱為臨界溫度,具有超導電性的材料稱為超導材料或超導體。
1933 年,邁斯納和奧克森菲爾德兩位科學家發(fā)現(xiàn),如果把超導體放在磁場中冷卻,則在材料電阻消失的同時,外加磁場也無法進入超導體內(nèi),形象地來說,就是磁感線將從超導體中被排出,不能通過超導體,這種抗磁性現(xiàn)象稱為“邁斯納效應”。
根據(jù)臨界溫度的不同,超導材料可以被分為:高溫超導材料和低溫超導材料。但這里所說的“高溫”只是相對的,其實仍然遠低于冰點 0℃,對常溫來說應是極低的溫度。20 世紀 80 年代是超導電性探索與研究的黃金年代。1981 年合成了有機超導體,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(0)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,因此這個發(fā)現(xiàn)的意義非常重大,繆勒和柏諾茲因此而榮獲了 1987 年度諾貝爾物理學獎。后來包括中國在內(nèi)的世界上部分國家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)臨界溫度 100K以上的高溫超導材料。
高溫超導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:大電流應用(強電應用)、電子學應用(弱電應用)和抗磁性應用。大電流應用即前述的超導發(fā)電、輸電和儲能;電子學應用包括超導計算機、超導天線、超導微波器件等;抗磁性主要應用于磁懸浮列車和熱核聚變反應堆等。請根據(jù)上述材料回答下列問題:
(1)許多金屬和合金具有在低溫下會失去電阻的特性,這種現(xiàn)象稱為超導電性,達到超導時的溫度稱為_____溫度。
(2)超導體_____(選填“適合”或“不適合”)用來制作電飯鍋的發(fā)熱裝置。
(3)如圖所示,在甲、乙兩圖中能表示“邁斯納效應”的是_____圖。
(4)高溫超導材料的超導電性可以應用于_____。
【答案】臨界 不適合 乙 大電流應用:超導發(fā)電、輸電和儲能
【解析】
(1)許多金屬和合金,當溫度下降到某一值時,其電阻完全消失。這一溫度稱為臨界溫度。
(2)超導體沒有電阻。根據(jù)焦耳定律,導體沒有電阻,通電時就不會發(fā)熱,所以超導體不適合用來制作電飯鍋的發(fā)熱裝置。
(3)文中提到:“如果把超導體放在磁場中冷卻,則在材料電阻消失的同時,外加磁場也無法進入超導體內(nèi),形象地來說,就是磁感線將從超導體中被排出,不能通過超導體,這種抗磁性現(xiàn)象稱為‘邁斯納效應’。”故能表示“邁斯納效應”的是乙圖。
(4)高溫超導材料具有零電阻特性,即超導電性,可以應用于大電流應用:超導發(fā)電、輸電和儲能。
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【題目】如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P向右移動時,電路中保持不變的是( )
A. 用電器消耗的總功率
B. 電壓表V的示數(shù)與電流表A的示數(shù)的比值
C. 電流表A的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的差值
D. 電壓表V的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的乘積
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,張華用水平推力F推置于水平地面上的木箱,在此過程中,推力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示,木箱運動速度v的大小隨時間t變化的情況如圖丙所示,則1﹣3s木箱做_____(選填“勻速”或“變速”)運動;3~5s推力對木箱做的功是_____J.
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】小涵想研究人在運動的電梯中的受力情況,體重為 47.4kg 的小涵將體重秤放在電梯中測量體重,并拍下了電梯從 1 樓上升到 5 樓過程中的兩張照片,如圖所示。由此可知
A. 甲圖中的電梯一定在勻速向上運動
B. 乙中顯示的示數(shù)大于甲中的示數(shù)說明小涵向上運動必須有力維持
C. 小涵對體重秤的壓力與體重秤對小涵的支持力相等
D. 體重秤對小涵的支持力大小等于小涵的重力
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】置于水平桌面上的容器底部放有一個邊長為10cm,密度為0.9×103kg/m3的正方體物塊,如圖1所示,此時物塊對容器底的壓強為_____Pa,當逐漸向容器內(nèi)倒入某種液體(物塊與容器底未緊密接觸,液體未溢出),記錄物塊所受浮力F浮與容器內(nèi)液體的深度h關系如圖2所示,則液體密度為_____kg/m3;當h=10cm時,物塊處于_____(選填“漂浮”、“懸浮”或“沉底”)狀態(tài)。(g=10N/kg)
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】閱讀材料,完成填空。
流浪地球
電影《流浪地球》中,科學家們發(fā)現(xiàn)太陽急速衰老膨脹,短時間內(nèi)包括地球在內(nèi)的整個銀河系都將被太陽所吞沒。為了自救,人類提出一個名為“流浪地球”的大膽計劃,由遠方的領航者空間站負責給地球探測預警,在地球表面建造10000座單個功率為5.4×1011kW的發(fā)動機,推動地球離開太陽系,用2500年的時間奔往另外一個棲息之地。當然,這當中困難重重!
第一、地球必須擺脫太陽的吸引。出逃的第一步,讓地球圍繞太陽做最后轉動,從近日點公轉到遠日點,在遠日點開始掙脫太陽的吸引。
第二、離開了太陽,地表溫度降低到零下80°C,為躲避地表的低溫,需要用超大型斗輪式挖掘機挖出防空洞,建設地下城。
盡管《流浪地球》描述的場景,在人類歷史長河中,發(fā)生的幾率微乎其微,但人類命運共同體的核心價值,就是要維護人類共同的安全。中國作為當代世界中有影響力的大國,始終堅持團結各國,共同面對災難。中國人民用自己的行動,將一個有責任、有擔當?shù)闹袊蜗蟪尸F(xiàn)在世界面前。
(1)地球在近日點向遠日點運動過程中,地球的運動狀態(tài)_____(選填“不變”或“改變”)。
(2)為確保在有限時間內(nèi)將地下城建設好,超大型挖掘機的轉動輪刀刃必須很鋒利,這是通過_____的方法增大壓強。
(3)離開太陽,我們周圍環(huán)境將處于超低溫情況,這會讓許多金屬和合金的電阻變?yōu)榱,這種現(xiàn)象稱為_____現(xiàn)象,此時這些物質將_____(選填“可以”或“不可以”)用來制作電熱毯。
(4)電影中宇航員在“領航者空間站”靠_____(選填“次聲波”、“超聲波”或“電磁波”)與地面進行通信,說明其_____(選填“能”或“不能”)在真空中傳播。
(5)若不考慮其他星球推力作用,地球表面的發(fā)動機同時全功率啟動,朝同一方向推動地球,從靜止開始最后運動的速度達到光速的0.005倍做勻速直線運動,此時地球受到的總推力大小為
_____N。
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】小明用如圖所示的電路測量額定電壓為2.5V小燈泡的電功率.
(1)電源電壓為6V,小燈泡的電阻約為10Ω有兩個不同規(guī)格的滑動變阻器:甲標有“10Ω1A”,乙標有“50Ω2A”,實驗時應該選擇滑動變阻器_____(選填“甲”或“乙”)。
(2)小明將實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象填寫在下表中
實驗 | 燈泡兩端電壓U/V | 通過燈絲電流I/A | 燈泡電功率P/W | 燈泡的亮度 |
1 | 2.20 | 0.28 | 比正常發(fā)光暗 | |
2 | 2.50 | 0.30 | 正常發(fā)光 | |
3 | 2.80 | 0.32 | 比正常發(fā)光亮 |
①可得出的實驗結論:_____(寫出一條即可);
②小燈泡的額定功率為_____W
(3)小明用上面的實驗器材測量電阻R2阻值時,發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞,重新設計電路,選了一個阻值已知的R1,連接電路如圖所示。他先將導線C端接到電流表“一”接線柱上,電流表讀數(shù)為I1,后將導線C端接到電流表“3”接線柱上,電流表讀數(shù)為I2,則R2的阻值為______(用已知字母表示)。
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科目:初中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,AOB為一輕質杠桿,O為支點,AO=OB.在杠桿右端A處用細繩懸掛重為20N的物體,當AO段處于水平位置時,為保持杠桿平衡,需在B端施加最小的力為F1=__N;若在B端施加一豎直向下的力F使杠桿AOB勻速轉動到BO處于水平位置,當BO段在水平位置時保持杠桿平衡,這時在B端施加最小的力為F2將______(選填“小于”、“等于”或“大于”) F1。
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