超导体特点及作用 知识点题库

导体在通常的条件下都有。当导体材料在某一特定的温度下它的为零，人们称之为材料。 

如图是世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，能模拟太阳产生能量．为了达到聚变所要求的温度，需要用电流产生磁   场，电流的强度非常大，时间长了，线圈就要发热．从这个角度来说，装置不可能长时间运转．为了解决这个问题，人们把最新的超导技术引入到该装置中．

虽然“人造太阳”的奇观在实验室中已经出现，但“人造太阳”所发出的电能在短时间内还不可能进入人们的家中．根据目前世界各国的研究状况，这一梦想最快有可能在50年后实现．“人造太阳”的实验研究具有十分重大的战略意义．在过去的100年中，人类对能源的研究和使用已从化石燃料的单一化结构，发展到以化石能源为主，核能和水能互补的多元格局．但是，石油、煤炭等化石能源不能过度的开采和使用，目前已经商业化的核裂变能又会产生一定的核废料，同时受到原料的限制．

而核聚变能则被认为是无限、清洁、安全的换代新能源．据专家介绍，自然界最容易实现的聚变反应是氢的同位素﹣﹣氘和氚的聚变．氘在地球的海水中藏量丰富，多达40万亿吨，如果全部用于聚变反应，释放出的能量足够人类使用几百亿年，而且反应产物是无放射性污染的氦．这就是为什么世界各国，尤其是发达国家不遗余力，竞相研究、开发核聚能的原因所在．

阅读下列材料，回答下列问题：

1911年，荷兰科学家卡末林﹣昂内斯（Heike Kam erlingh﹣Onnes）用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（零下268.95℃）时，水银的电阻完全消失．当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导现象.1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质﹣完全抗磁性，也称迈斯纳效应．完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象．迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性，并有效减少机械磨损．另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承，将轴承转速提高到每分钟10万转以上．

发生超导现象时的温度称为临界温度.2014年12月，我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物，其超导转变温度高达40K（零下233.15摄氏度）以上，这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料，堪称铁基超导研究的重大进展，为相关体系新超导体的探索提供了新的研究思路．同时，为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系．

若常温下的超导体研制成功，则它将适合于做（　　）

当温度降低到很低时，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（　　）

下列说法正确的是（   ）

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（   ）

阅读以下材料，回答相关问题.

超导材料

    1911年，荷兰科学家昂内斯（Onnes）用液氦冷却水银时发现，当温度下降到4.2K（－268.98℃时）时，水银的电阻完全消失.1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出：低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在4.2K进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态.后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体.

    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，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”.

    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℃，对常温来说应是极低的温度.20世纪80年代是超导电性探索与研究的黄金年代.1981年合成了有机超导体，1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡（Ba）、镧（La）、铜（Cu）、氧（O）的陶瓷性金属氧化物，其临界温度提高到了35K.由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大，缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖.后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度100K以上的高温超导材料.

    高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用.大电流应用即前述的超导发电、输电和储能；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等.

请回答下列问题：   

下列关于新材料、新技术应用的说法正确的是(    )

在陶瓷、铁、玻璃中，属于导体的是；在输电导线、发电机线圈、电炉丝中，不可能应用超导材料的是。

阅读下面材料完成题

轰动国际学界石墨烯“魔角”让石墨烯变超导体世界顶尖学术期刊、英国《自然》杂志（Nature ）在北京时间 2018 年 12 月 19 日零时发布了 2018 年度影响世界的十大科学人物，发现石墨烯超导角度的“神童”曹原出现在榜单的第一位。

2018 年 3 月 5 日，《自然》背靠背发表了两篇以曹原为第一作者的石墨烯重磅论文。这名中科大少年班的毕业生、美国麻省理工学院的博士生发现，当两层平行石墨烯堆成约 1.1°的微妙角度，就会产生神奇的超导效应。这一发现轰动国际学界，直接开辟了凝聚态物理的一块新领域。

2014年，当曹原加入实验室的时候，美国麻省理工学院的 PabloJarillo-Herrero 课题组就已经在用不同的角度堆叠、旋转碳原子层了。曹原的工作是研究垒在一起的两层石墨烯彼此间轻微偏转会发生什么，按照理论预测，轻微的偏转就会让材料行为产生剧变。许多物理学家对此心存怀疑。但曹原着手搭成微妙偏转的石墨烯层后，他发现了奇怪的东西，置于一个小型电场，温度降至绝对零度以上 1.7℃，通常会导电的石墨烯成为了绝缘体。这就够令人吃惊了。“我们知道它会在学界引起轰动。”曹原说道。不过，更好的还在后面：稍微调整一下电场，偏转的石墨烯层就变成了超导体，电流可无阻流动。

要使平行的两层石墨烯旋转成约 1.1°的“魔角”，需要一些试验，但曹原很快就能可靠地完成。“他的实验技巧至关重要。”Jarillo-Herrero 说道。曹原开创了一种撕出单层石墨烯的方法，以制出具有相同角度的双层堆叠。接着微调校准，他还调整了低温系统的温度，使超导性得以更清晰地显现。

在超导方面的应用，目前大部分还只是处于研究实验中，并不能广泛的运用于现实。当然，也并不是说就没有超导的应用，超导应用目前最成功的是超导磁体和超导微波器件等，但也是极为有限。医院里的核磁共振成像大都采用超导磁体，其磁场一直存在线圈   中，所以进入检测室需要摘除所有金属物件。

基础科学研究采用的稳恒强磁场、大型加速器磁体、高能粒子探测器以及工业中采用  的磁力选矿和污水处理等，也利用了场强高的超导磁体。发展更高分辨率的核磁共振、磁约束的人工可控核聚变、超级粒子对撞机等，都必须依赖强度更高的超导磁体，也是未来   技术的可能突破口。超导微波器件在一些军事和民用领域都已经走向成熟甚至是商业化  了，为信息爆炸的今天提供了非常有效的通讯保障。

当然，超导的应用也不仅仅只有这些，超导在磁悬浮列车、量子应用、可控核聚变等  重要领域都有着巨大的发展空间。

关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（   ）

2019年初，我国年仅22岁的年轻科学家曹原解决了困扰世界物理学家107年的难题，取得了在石墨烯超导领域中的重大突破，让超导科技向前迈出了一大步。超导就是导体电阻为零的现象，可以大大减少电阻的电热损耗。下列电器中最适用超导材料的是（  ）

新材料广泛应用于社会的各个领域，关于新材料的应用，下列说法中错误的是（   ）

某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象。如果把超导现象应用于实际，电烤箱的电阻丝（选填“能”或“不能”）采用超导材料。2021年5月14日，苏州、武汉两地遭遇龙卷风袭击，如图所示，由于龙卷风核心处气流流速大，压强，把地面的物体抛到空中，造成了多人遇难，数百人受伤。

我国22岁的天才少年、麻省理工学院在读博士生曹原发现：当两层石墨烯形成一个“魔角”并加入一定数量的电子时，“魔角”层叠石墨烯的电阻突然消失，这其实就是现象，具有这种性质的物体适用于制作（选填序号：①电饭锅的发热体；②作为远距离输电导线）。

下列说法中，正确的是（   ）

阅读短文并回答问题：

超导

超导材料，又称为超导体，指在一定温度下电阻降为零的导体，具有零电阻和抗磁性两个基本性质。当电流流经超导体时，不发生热损耗，还可形成强磁场，因此人们对超导体的研究从未停歇。1911年，荷兰科学家卡末林·昂内斯用液氦冷却汞，当温度下降到约时，水银的电阻完全消失，属于低温超导现象。为了使超导材料有实用性，人们开始了探索高温超导的历程。高温超导是指温度为以上的超导材料。我国科学家赵忠贤曾在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到约9以上。2018年，物理学者发现，氢化镧在大约170万个标准大气压下，温度约为时转变成高温超导体。目前，已有科学家投入到室温环境下的常温超导的研究。未来，超导将主要用于远距离输电、磁悬浮等电子科技领域。[注：热力学温标与摄氏温标的换算关系为]

利用导电性能比金属差、比非金属强的材料可以制作二极管；某些材料在温度很低时，电阻会变为0，这就是现象，在发电、传输和贮存电力方面，使用这种材料可以减少损失。

关于信息与材料，下列说法正确的是（   ）