超导是当今材料科学研究的重点,某大学超导实验室研制成功了钇钡铜氧(YBCO)超导线材,该线材在94K时,将呈现超导特征,但常温下,仍然为一般导体.实验小组为了测量常温下YBCO线材的电阻率;
① 如图1,用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为6Ω,用螺旋测微器测其直径为__mm,游标卡尺测其长度是__mm.
②实验室还备有实验器材如下:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表V2(量程l5V,内阻约为75kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.输出电压为3V的直流稳压电源E
H.电阻箱
I.开关S,导线若干
如图2,为了减小实验误差,需进一步测其电阻而采用伏安法,则上述器材中应选用的实验器材有(填代号)__.请在图3方框内设计最合理的电路图并实物连线.
(______)(______)
用该电路电阻的测量值__真实值(选填大于、等于或小于).如果YBCO超导线材直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,电阻率大小为(用字母表示)__.
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超导是当今材料科学研究的重点,某大学超导实验室研制成功了钇钡铜氧(YBCO)超导线材,该线材在94K时,将呈现超导特征,但常温下,仍然为一般导体.实验小组为了测量常温下YBCO线材的电阻率;
① 如图1,用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为6Ω,用螺旋测微器测其直径为__mm,游标卡尺测其长度是__mm.
②实验室还备有实验器材如下:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表V2(量程l5V,内阻约为75kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.输出电压为3V的直流稳压电源E
H.电阻箱
I.开关S,导线若干
如图2,为了减小实验误差,需进一步测其电阻而采用伏安法,则上述器材中应选用的实验器材有(填代号)__.请在图3方框内设计最合理的电路图并实物连线.
(______)(______)
用该电路电阻的测量值__真实值(选填大于、等于或小于).如果YBCO超导线材直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,电阻率大小为(用字母表示)__.
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超导现象是20世纪人类重大发现之一,日前我国己研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行.
(l)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通过实验研究.将一个闭合超导金属圈环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圈环平面向上,逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,若此后环中的电流不随时间变化.则表明其电阻为零.请指出自上往下看环中电流方向,并说明理由.
(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化.实际上仪器只能检测出大于△I的电流变化,其中△I<<I,当电流的变化小于△I时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化.设环的横截面积为S,环中定向移动电子的平均速率为v,电子质量为m、电荷量为e.试用上述给出的各物理量,推导出ρ的表达式.
(3)若仍使用上述测量仪器,实验持续时间依旧为t.为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法.
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超导现象是20世纪人类重大发现之一,日前我国己研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行.
(l)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通过实验研究.将一个闭合超导金属圈环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圈环平面向上,逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,若此后环中的电流不随时间变化.则表明其电阻为零.请指出自上往下看环中电流方向,并说明理由.
(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化.实际上仪器只能检测出大于△I的电流变化,其中△I<<I,当电流的变化小于△I时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化.设环的横截面积为S,环中定向移动电子的平均速率为v,电子质量为m、电荷量为e.试用上述给出的各物理量,推导出ρ的表达式.
(3)若仍使用上述测量仪器,实验持续时间依旧为t.为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法.
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超导体现象是20世纪人类重大发现之一,目前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。
(1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圆环平面向上,逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,若此后环中的电流不随时间变化,则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向,并说明理由。
(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限ρ,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于ΔI的电流变化,其中ΔI<<I ,当电流的变化小于ΔI时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S,环中定向移动电子的平均速率为v,电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量,推导出ρ的表达式。
(3)若仍试用上述测量仪器,实验持续时间依旧为t,为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限ρ的准确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法。
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在研究性学习的过程中,针对能源危机、大气污染等问题同学们提出
如下四个活动方案,哪些从理论上讲是可行的________
A.某国际科研小组正在研制利用超导材料制成灯泡的灯丝和闭合电路,利用电磁感应激起电流后,由于电路电阻为零从而使灯泡一直发光
B.发明一种制冷设备,使温度降至绝对零度以下
C.汽车尾气中各类有害气体排入大气后严重污染了空气,想办法使它们自发地分离,既清洁了空气,又变废为宝,成为新能源
D.将房屋顶盖上太阳能板,可直接用太阳能来解决照明和热水问题
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