理论教育 如何优化和应用材料的开发

如何优化和应用材料的开发

时间:2023-07-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:于是小宇设计出如图20-6所示的实验装置.实验时缓慢给线圈加热.实验过程中,采用镍铬合金、康铜合金、锰铜合金制作的线圈各做了一次.图20-6观察到随着线圈的温度升高,灯泡渐渐变暗,电流表的示数________.通过实验得出的结论:金属导体的电阻随温度的升高而________.小宇为什么要采用镍铬、康铜、锰铜各做一次?请至少举出一个例子.

如何优化和应用材料的开发

1.金属、人体等是导体,导电性能好;塑料橡胶等是___________体,导电性能比较差;锗、硅导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称做________.

2.1911年,荷兰物理学家昂内斯发现,当汞的温度下降到-269℃时,其电阻就会完全消失,这种现象叫做超导现象,人们把具有这种现象的物体叫做超导体.在超导状态下,导体的电阻R=________Ω,如果利用超导线进行远距离输电,导线___________(选填“会”或“不会”)发热.

3.如图20-4所示,某城市安装一种“按钮红绿灯”,当路上车辆不多时,行人通过触摸按钮,使正对车辆的红灯亮起,行人优先安全通过,按钮相当于电路中的________,红绿灯实际上是发光二极管,它是由___________材料制成的,具有________的特点.

图 20-4

4.纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1~100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,1nm=________m;超导材料是一种温度降低到一定值时,________为零的材料;半导体的导电性比导体________(选填“强”或“弱”),一般用于制作电脑芯片.

5.小红利用如图20-5所示的电路装置来判断物体的导电性,在A、B两个金属夹之间分别接入下列物体时,闭合开关不能使小灯泡发光的是( ).

图 20-5

A.塑料直尺

B.铅笔芯

C.钢制小刀

D.铜制钥匙

6.纳米陶瓷是一种高新技术材料,具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透、完全无磁性等特点,下列物品中可以利用纳米陶瓷材料制造的是( ).

A.高压输电线 B.装浓硫酸的容器

C.银行储蓄卡 D.LED发光二极管

7.关于材料与技术的应用,下列说法中正确的是( ).

A.纳米材料制成的奶瓶具有抑制细菌生长的功能

B.我们日常生活中使用的二极管是由导体制成的

C.超导材料电阻为零,所以不适合做输电线

D.电磁波的波速一定时,频率越高,波长越长

8.智能纤维是一种新型材料,能对外界环境和内部状态的变化做出响应.其中,相变纤维能够通过吸热、放热来实现对温度的调节;凝胶纤维能够对温度做出反应;电子纤维能够导电、消除静电;记忆纤维能够在特定环境下恢复原状.下列说法正确的是( ).

A.相变纤维制成的衣服可以调节体温是通过做功来实现的

B.用凝胶纤维有可能制成显示体温的衣服(www.daowen.com)

C.电子纤维是一种绝缘体

D.记忆纤维发生形变后无法恢复原状

9.当温度降低到一定程度时,某些材料的电阻会突然变为零,这种现象叫做超导现象,这种材料叫做超导材料.超导材料的应用具有十分诱人的前景,假如将来科学家研制出室温下的超导材料,它可以用来制作成( ).

A.白炽灯泡里的灯丝 B.加热器内的电热丝

C.保险管里的保险丝 D.输电线路上的电线

10.我国科研人员研发了百米级第二代高温超导带材,使中国跻身该技术领域国际先进行列.假如所有导体都成了常温下的超导体,那么当用电器通电时,下列说法中正确的是( ).

A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍能转动

C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服

11.在阅读有关“超导现象”资料之后,小宇同学运用逆向思维的方法提出问题:金属导体的电阻随温度升高而变大吗?于是小宇设计出如图20-6所示的实验装置.实验时缓慢给线圈加热.实验过程中,采用镍铬合金、康铜合金、锰铜合金制作的线圈各做了一次.

图 20-6

(1)观察到随着线圈的温度升高,灯泡渐渐变暗,电流表的示数________(选填“变大”或“变小”).

(2)通过实验得出的结论:金属导体的电阻随温度的升高而________(选填“变大”或“变小”).

(3)小宇为什么要采用镍铬、康铜、锰铜各做一次?

_____________________________________________________ .

(4)在家庭电路中,刚打开电灯时,灯泡容易烧坏,原因是:_____________________________________________________________.

12.阅读短文,回答下面的问题:

半导体是一种重要的材料,它在现代生活中有着广泛的应用,半导体的导电性能介于绝缘体和导体之间,它有一些奇妙的特性:①电阻率随着温度的增加而减小;②微量的杂质对半导体的导电性能产生极大的影响(若在纯净的半导体中掺入百万分之一的杂质,半导体的导电能力可提高100万倍);③光照可以改变半导体的电阻.半导体材料有硅、锗、砷化镓等,其中硅的原料取自遍地都是的砂砾,半导体制作的晶体管是电子工业的重要元件,半导体集成电路在计算机中大量应用.

(1)若减小某半导体的电阻,可以采用的方法有________________________________.(请写出两种方法)

(2)你认为半导体材料除了奇妙的特性外还有哪些优点?(至少列举一点)

_____________________________________________________ .

(3)若请你设计实验初步研究某半导体元件的电阻大小和温度的关系,必须要用到的测量工具有________,可能会用到的实验器材有________.

(4)除了计算机以外,生活中哪些地方还可能应用了半导体?请至少举出一个例子.

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