由于超导体的电阻为 .如果用超导材料来制作电子元件.电子元件在通电时将不会 .可以延长电子元件的使用寿命且降低电能损耗.同时元件尺寸还可以大大缩小. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

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超导现象

  1911年,荷兰物理学家昂尼斯发现,水银的电阻率并不像预料的那样随温度降低逐渐减小,而是当温度降到4.15K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,它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象.能够发生超导现象的物体叫做超导体.超导体由正常态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.现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都能在不同条件下显示出超导性.如钨的转变温度为0.012K,锌为0.75K,铝为1.196K,铅为7.193K.

  经典理论对超导现象产生的原因无法解释,为了从微观上对这一现象进行解释,花费了固体物理学家近半个世纪的心血,直到1957年才由巴丁、库珀和施里弗建立了完整的超导微观理论.为此,他们荣获了1972年的诺贝尔物理学奖.

  我们知道,在大的电磁铁或电机中,通过线圈的电流很强,为了避免产生过多的热量,线圈就必须用较粗的线绕或采取冷却措施.如果用超导体做线圈,就可以避免这种缺点.现在用超导体制造电机方面的研究工作已取得较大的进展.

  超导电缆的研究应用,也有很大进展.超导电缆埋在地下,损耗小,有利于节约能量,保护环境和节约土地.

  超导现象在高能物理领域也有重要的应用.用超导线圈制成的电磁铁能产生强大的磁场,对于核聚变时约束等离子体和粒子加速器实验装置都有很大用处.

  目前阻碍超导现象大规模应用的主要问题是它要求低温.如果能得到在室温下工作的超导材料,可能会使整个工业的发展发生巨大的变化.对新的超导材料的研究工作,我国已走在世界的前列.

结合文中的内容,回答以下问题:

(1)什么是超导体?

(2)超导体有什么应用?

(3)超导体目前不能大规模应用的原因是什么?

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我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT-7U,成为国际最先进的磁约束聚变装置.托卡马克装置的主体包括两大部分,就是磁场系统和真空系统.磁场系统包括纵场线圈和加热场的变压器.纵场线圈用来产生强大的纵向磁场,变压器用来感应产生等离子体电流.真空室一般由薄壁不锈钢制成,既要考虑到足够的机械强度,又要有足够的电阻值,还必须留有绝缘缝隙,保证磁场的渗透.抽气系统一般采用大抽速的涡轮分子泵,将真空室抽成10-6Pa以上的超高真空,满足等离子体对纯净环境的要求.聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态,也即进入物质第四态.等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体.在等离子体中,由于高温,电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚,原子核完全裸露,为核子的碰撞准备了条件.当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时,原子核就可以克服斥力聚合在一起,如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间,这种聚变反应就可以稳定地持续进行.等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”,当它达到1022时,聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率,必须超过这一基本值,聚变反应才能自持进行.
问题1:什么是轻核聚变反应?需要什么条件?为什么要在如此苛刻的条件下进行?
问题2:用普通容器能否承装反应原料?用什么技术性措施能解决该问题?
问题3:如何产生如此强大的磁场?什么叫低温超导现象?该现象是否遵循欧姆定律?超导现象在什么条件下才能实现?
问题4:为什么在托卡马克中设置真空室?核聚变过程中能量是如何转化的?
问题5:核聚变反应需要什么条件才能自持进行?如果等离子体密度大约为1.02×10-6kg/m3,温度为1.16×108℃热能约束时间需达到多少时核聚变才能自持进行?

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        我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT﹣7U,成为国际最先进的磁约束聚变装置.托卡马克装置的主体包括两大部分,就是磁场系统和真空系统.磁场系统包括纵场线圈和加热场的变压器.纵场线圈用来产生强大的纵向磁场,变压器用来感应产生等离子体电流.真空室一般由薄壁不锈钢制成,既要考虑到足够的机械强度,又要有足够的电阻值,还必须留有绝缘缝隙,保证磁场的渗透.抽气系统一般采用大抽速的涡轮分子泵,将真空室抽成10﹣6Pa以上的超高真空,满足等离子体对纯净环境的要求.聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态,也即进入物质第四态.等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体.在等离子体中,由于高温,电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚,原子核完全裸露,为核子的碰撞准备了条件.当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时,原子核就可以克服斥力聚合在一起,如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间,这种聚变反应就可以稳定地持续进行.等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”,当它达到1022时,聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率,必须超过这一基本值,聚变反应才能自持进行.
问题1:什么是轻核聚变反应?需要什么条件?为什么要在如此苛刻的条件下进行?
问题2:用普通容器能否承装反应原料?用什么技术性措施能解决该问题?
问题3:如何产生如此强大的磁场?什么叫低温超导现象?该现象是否遵循欧姆定律?超导现象在什么条件下才能实现?
问题4:为什么在托卡马克中设置真空室?核聚变过程中能量是如何转化的?
问题5:核聚变反应需要什么条件才能自持进行?如果等离子体密度大约为1.0×10﹣6kg/m3,温度为1.16×108℃热能约束时间需达到多少时核聚变才能自持进行?

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我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT-7U,成为国际最先进的磁约束聚变装置.托卡马克装置的主体包括两大部分,就是磁场系统和真空系统.磁场系统包括纵场线圈和加热场的变压器.纵场线圈用来产生强大的纵向磁场,变压器用来感应产生等离子体电流.真空室一般由薄壁不锈钢制成,既要考虑到足够的机械强度,又要有足够的电阻值,还必须留有绝缘缝隙,保证磁场的渗透.抽气系统一般采用大抽速的涡轮分子泵,将真空室抽成10-6Pa以上的超高真空,满足等离子体对纯净环境的要求.聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态,也即进入物质第四态.等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体.在等离子体中,由于高温,电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚,原子核完全裸露,为核子的碰撞准备了条件.当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时,原子核就可以克服斥力聚合在一起,如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间,这种聚变反应就可以稳定地持续进行.等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”,当它达到1022时,聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率,必须超过这一基本值,聚变反应才能自持进行.
问题1:什么是轻核聚变反应?需要什么条件?为什么要在如此苛刻的条件下进行?
问题2:用普通容器能否承装反应原料?用什么技术性措施能解决该问题?
问题3:如何产生如此强大的磁场?什么叫低温超导现象?该现象是否遵循欧姆定律?超导现象在什么条件下才能实现?
问题4:为什么在托卡马克中设置真空室?核聚变过程中能量是如何转化的?
问题5:核聚变反应需要什么条件才能自持进行?如果等离子体密度大约为1.02×10-6kg/m3,温度为1.16×108℃热能约束时间需达到多少时核聚变才能自持进行?

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能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱。某些物质在温度降到一定程度时,电阻会变为零,这种物质叫超导体。如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处,如使用超导材料输电可以大大降低由于电阻引起的            

 

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