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2023国家公务员常识积累:导体VS半导体VS超导体

2022-09-07 09:54:49 公务员考试网 https://tj.huatu.com/ 文章来源:华图教育

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  一、导体

  概念:导体指电阻率很小且易于传导电流的物质。

  性质:电阻是导体的特性,金属材料的电阻率随着温度的升高而增大。

  例子:

  (1)金属和石墨是最常见的一类导体。金属和石墨导电过程中不引起化学反应,也没有显著的物质转移,称为第一类导体。

  (2)电解液在通电过程中伴随有化学变化,且有物质的转移,称为第二类导体,常应用于电化学工业,如电解提纯、电镀等。

  (3)电离的气体也能导电,其中的载流子是电子和正负离子。

  应用:输电等。

  二、半导体

  概念:半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

  性质:光敏特性、热敏特性和掺杂特性。

  【解释】半导体几乎不导电。但是,当将某些元素添加到半导体中时,电流很容易通过它们。

  例子:硅、锗、砷化镓、石墨烯。

  应用:集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域,如二极管、晶体管就是采用半导体制作的器件。

  三、超导体

  概念:超导体指在某一温度下,电阻为零的导体。

  性质:完全导电性(零电阻)、完全抗磁性

  例子:铜氧超导体、铁基超导体、硼化镁超导体。

  应用:强电应用、弱电应用和抗磁性应用。强电应用包括超导发电、输电和储能;弱电应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

  【课后练习】

  1.(多选)下列属于常见的半导体材料有( )。

  A.硅

  B.铜

  C.锗

  D.砷化镓

  【答案】ACD。硅、锗、砷化镓常见的半导体材料。铜是金属,属于导体。

  2.(单选)超导材料是世界上最前沿的研究之一,医院里的核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置等都是超导的重要应用。下列关于超导研究的表述不正确的是( )。

  A.高温超导材料在极高的温度和压力下会产生超导现象

  B.超导的磁效应是德国科学家迈斯纳发现的

  C.超导体的基本特性是完全导电性和完全抗磁性

  D.赵忠贤院士因高温超导研究荣获我国“国家最高科学技术奖”

  【答案】A。A项错误,高温超导材料的“高温”并非是真正的温度高,而是相对于绝对零度而言,即便如此,高温超导材料的临界温度也在零下200℃左右。

  B项正确,1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现超导体的完全抗磁性,后人称之为“迈斯纳效应”。

  C项正确,超导体的最显著特征是零电阻性,即在某临界温度以下时其电阻完全消失,电流可以在其中长年流动而毫无损失;另一特征是完全抗磁性,处于超导状态的超导体表现为一理想抗磁体,其体内磁场处处为零,即迈斯纳效应。

  D项正确,赵忠贤院士是我国高温超导研究的奠基人之一,因高温超导研究荣获2016年度国家最高科学技术奖。

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