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题型:综合题 难度:0.65 引用次数:219 题号:15420029
运用知识解决问题。
发光二极管
上世纪80年代,在日本名古屋大学工作的赤崎勇、天野浩以及中村修二选择氮化镓材料,向色发光二极管这个世界难题发起挑战,并被授予诺贝尔物理学奖以表彰他们的杰出贡献。而今,LED灯是一种高效的节能光源,其核心元件就是发光二极管。与白炽灯、荧光灯相比,LED能耗更低,寿命更长,而且可实现智能化操控,是节能环保的绿色照明。因此进入市场后,呈现爆发式增长,家庭、办公、道路等各种场所的照明以及绚烂的景观灯光,这些市场主力军如今都是LED。回答下列问题:
(1)发光二极管的主要材料是_______(选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”),发光二极管具有___________性;
(2)发光二极管在电路中属于_______(选填“电源”或“用电器”),与白炽灯相比,LED灯能耗更低是因为电能转化为___________能的效率更高;
(3)科学家发现某些物质在温度很低时,如铅在以下时,导体的电阻变为________,这是超导现象,在低于的环境中的铅的内能_________(选填“是”或“不是”)为零。

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综合题 | 适中 (0.65)

【推荐1】超导体


超导材料又称为超导体(),某些导体的温度低于某个值时,导体的电阻为,这种现象被称为超导现象,人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”.零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性.
为了证实超导体的电阻为零,科学家将一个铅制的圆环,放入温度低于)的空间,利用电磁感应使环内激发起感应电流.结果发现,环内电流能持续下去,从日始,到日止,在两年半的时间内的电流一直没有衰减,这说明圆环内的电能没有损失,当温度升到高于时,圆环由超导状态变正常态,材料的电阻骤然增大,感应电流立刻消失,这就是著名的昂尼斯持久电流实验.导体没有了电子,电流流经超导本时就不发生热损耗,从而产生超强磁场.
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,当金属处在超导状态时,这一超导体同的磁感应强度为零,却把原来存在于体内的磁场排挤出去.人们还帮过这样一个实验:在一上浅平的锡盘中,放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体,然后把温度降低,使锡盘出现超导性,这时可以看到,小磁铁竟然离开锡盘表面,慢慢地飘起,悬空不动.
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,现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态,但它仍旧被认为是世纪最伟大的发现之一.
根据以上材料回答以下2小题.
(1)下列设想中符合超导体特性的是(多项选择题)( )
A.用超导体材料制作电饭煲       B.用超导体材料制作电动机线圈
C.用超导体材料制作超强磁铁       D.用超导体材料制作输电线
(2)热力学温度是国际单位制七个基本物理量之一,单位为开尔文,简称开(符号为、单位为).热力学温度又被称为绝对温度,是热力学和统计物理中的重要参数之一.一般所说的绝对零度指的便是,对应反映出个好摄氏度,热力学温度与人们惯用的摄氏温度的关系是).月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇氧系材料上把临界超导温度提高到以上,液氮的禁区()也奇迹般地被突破了.高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路.对应的摄氏温度是(      )
A.       B.       C.       D.
2018-03-19更新 | 400次组卷
综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】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。

(1)超导体是指在温度降低到足够低时,某些金属材料的_______会减小到无法测量的导体。
(2)超导体在超导状态下_______用来制作滑动变阻器的电阻丝。(选填“能”或“不能”)。
(3)电阻型直流超导限流器在正常状态下超导线圈处于超导状态,此时电流通过_______(“超导线圈”、“分流电阻”或“超导线圈和分流电阻”)。
(4)请简要说明当发生短路故障时,超导限流器如何限制故障电流。_______
2021-11-03更新 | 226次组卷
综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】特高压输电技术是指电压等级在750kV交流和±500kV直流之上的更高一级电压等级的输电技术,包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技术两部分。特高压交流输电,是指1000kV以上电压等级的交流输电工程及相关技术。特高压输电技术具有远距离、大容量、低损耗和经济性等特点。目前,对特高压交流输电技术的研究集中在线路参数特性和传输能力、稳定性、经济性以及绝缘与过电压电晕及工频电磁场等方面。“西电东送”就是将我国西部发电厂发出的电传输到我国东部,由发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机的发电能力。根据PUI中发电机的功率不变效应,若提高输电线路中的电压U,那么线路中的电流I一定会减小;反之亦然。输电线路的电能损耗主要是输电线的电流热效应,输电线损失的热功PI2R,所以采用输电线的电阻要尽量小,如果线路中电流降低到原来,那么线路中损失的热功率就减少为原来,因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失。
(1)设发电厂的输出功率P0=1.1×108W,输电线路上的总电阻为5Ω,若采用110kV超高压输送电能,输电线路的电流为______A,输电线路损失的热功率P1______W,其与发电厂的输出电功率之比P1P0______
(2)若采用1100kV特高压输送电能,输电线路损失的热功率P2______W,与特高压输送电能损失的热功率之P2P0______,所以采用特高压远距输电可以大大降低输电线路的______损失;
(3)若想使输电线路中的热功率损耗为零,还可采用______做为输电线材料。
2022-12-16更新 | 76次组卷
共计 平均难度:一般