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广东省河源市2021-2022学年九年级上学期物理期末模拟试题

作者UID:6898401
日期: 2024-06-27
期末考试
单选题
填空题
作图题
实验探究题
计算题
综合题
请根据材料,回答下列问题:

超导体

1911年,荷兰物理学家昂尼斯发现,水银的电阻并不像预料的那样随温度降低逐渐减小,而是当温度降到-268.98℃附近时,水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物,在温度降到绝对零度附近某一特定温度时,它们的电阻突然减小到无法测量的现象称为超导现象,能够发生超导现象的物质称为超导体。昂尼斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。

超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。物质的温度低于它的临界温度,这种物质才会有超导性。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”只是相对的,其实仍然远低于冰点0℃,对常温来说也是极低的温度。

超导材料具有损耗低、能自动触发、可多次动作等特点,被广泛应用于各种限流器中,用于构造低损耗线圈。基于超导材料的超导态/正常态(S/N)转换特性,即温度、电流、磁场低于临界值时为超导态,任何一个参数超过临界值后自动恢复到非超导态。

人们利用超导体的转换特性制造出电阻型直流超导限流器,它的基本结构如图所示,由一个超导线圈和分流电阻并联组成。正常状态下超导线圈处于超导状态,几乎没有电阻。当发生短路故障时电流增大到超过超导线圈的临界电流,从而呈现出电阻,限制了故障电流的大小。分流电阻用于保护超导线圈,避免其过热损坏。

除限流器外,超导体在磁悬浮列车、量子应用、可控核聚变等重要领域都有着巨大的发展空间。

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