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超導現象
1911年,荷蘭物理學家昂內斯發現,水銀的電阻率(電阻率即某種材料制成的長為1m,橫截面積為1m2的導體的電阻)并不像預料的那樣隨溫度降低逐漸減小,而是當溫度降到4.15K(0K=-273.15℃;K表示開爾文溫標,起點為絕對零度)附近時,水銀的電阻突然降到0。某些金屬、合金和化合物,在溫度降到絕對零度附近某一特定溫度時,它們的電阻率突然減小到無法測量的現象叫做超導現象,能夠發生超導現象的物質叫做超導體。
超導體由正常態轉變為超導態的溫度稱為這種物質的轉變溫度(或臨界溫度)Tc。現已發現大多數金屬元素以及數以千計的合金、化合物都能在不同條件下顯示出超導電性。如鎢的轉變溫度為0.012K,鋅為0.75K,鋁為1.196K,鉛為7.193K。昂內斯曾用鉛環做實驗,當鉛變為超導態時,900A的電流在鉛環中流動不止,兩年半以后竟然毫無衰減。
讓材料在正常溫度環境下進入超導狀態,就必須提高它的轉變溫度。從1911年至1986年,超導溫度由水銀的4.2K提高到23.22K。2008年,中國科學家趙忠賢所在課題組突破極限溫度,研制出轉變溫度零下218℃的高溫鐵元素超導體,創造了新的世界紀錄。這一重大突破,激發了物理和材料學界新一輪高溫超導研究熱,也讓全世界看到了中國在凝聚態物理領域展現出的強大實力。
如今,超導材料已走出實驗室,進入尋常百姓的日常生活。超導磁共振成像儀已成為醫院臨床診斷重要的輔助設備。河南鞏義的高溫超導輸電示范基地內,有一條長度只有360m,但卻是目前全世界最長的超導電纜,由于超導材料的使用,在電力輸送過程中,可以減少65%的輸電損耗。
請根據上述材料,回答下列問題:
(1)導體的電阻率越大,表明導體的導電性能越 弱弱(選填“強”或“弱”)。
(2)超導體由正常態轉變為超導態的溫度稱為這種物質的 臨界溫度臨界溫度,通常用符號Tc來表示。
(3)請你利用所學知識,簡單分析超導電纜在電力輸送過程中,為什么能減少輸電損耗?
【考點】超導現象和超導材料.
【答案】弱;臨界溫度
【解答】
【點評】
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