导体绝缘体半导体和超导体
- 格式:doc
- 大小:52.50 KB
- 文档页数:3
10.关于导体和绝缘体及半导体、超导的电阻各有什么特点?你认为它们各有哪些⽤途呢?请举例说明.
分析根据材料导电性、电阻值的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体,超导体,不同的材料有不同的⽤途.
解答解:
①容易导电的物体叫导体,导体电阻较⼩,导体可以⽤于导电,⽐如电线、印刷电路板上的铜箔等等;
②不容易导电的物体叫绝缘体,绝缘体电阻很⼤,绝缘体可以⽤于电器设备的绝缘,绝缘⼿套等等.
③导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体,半导体是指具有单⽅向导电特性的物质,可以⽤于微电⼦⾏业制造晶体管、集成电路等半导体元器件;
④超导体的电阻为零,可以⽤做超导线圈,作为磁悬浮的关键部件,如果⽤于电⼒传输,可以⼤⼤降低线路的电能损耗.
点评本题考查不同材料的特点,以及不同材料在⽣活中的⽤途.。
导体、超导体、半导体和绝缘体的区别标题:导体、超导体、半导体和绝缘体的区别导体、超导体、半导体和绝缘体是固体材料中常见的几种类型。
它们在电学和热学性质上表现出明显的差异,这些差异是由它们的电子结构和能带特性所决定的。
本文将深入探讨这些材料的基本特点和区别,并且分析它们在科学和工程领域中的应用。
一、导体导体是一种能够自由传导电荷的材料。
它们具有高电导率和低电阻率。
在导体中,电子处于自由态,可以自由移动。
这是因为导体的价带和导带之间的能量差低于其他材料。
常见的导体包括金属(例如铜、铝等)和某些碳化合物(如石墨)。
导体的电子在外电场或外电压的作用下,能够迅速流动,传输电流和热量。
二、超导体超导体是一类在零摄氏度以下具有零电阻的材料。
与其他导体不同,超导体在低温下能够表现出特殊的电学性质,称为超导性。
当超导体的温度降低到临界温度以下时,其电阻会突然变为零,电流可以在其内部无耗散地流动。
超导体的几个重要特性是零电阻、磁场排斥和迈斯纳效应。
尽管超导体的应用还受到低温和昂贵的冷却设备的限制,但它们在科学研究和磁悬浮技术等领域具有巨大的潜力。
三、半导体半导体是介于导体和绝缘体之间的一类材料。
它们的电导率介于导体和绝缘体之间,并且可以通过掺杂和温度来调节。
半导体材料通常由硅(Si)和锗(Ge)等元素组成。
在半导体中,电子可以在一定条件下(例如外加电场或温度)下变得更容易导电。
半导体的导电性质对于电子器件的制造至关重要,如晶体管、光电二极管和太阳能电池等。
四、绝缘体绝缘体是指电流难以通过的一类材料。
它们具有非常高的电阻率,几乎不导电。
在绝缘体中,导带和价带之间存在较大的能量差,电子难以克服这个能量差而进行导电,所以电流在绝缘体中几乎无法流动。
绝缘体常常用于隔离电路、绝缘导线和电子器件的外包装等应用中。
综上所述,导体、超导体、半导体和绝缘体是固体材料中具有不同电学性质的种类。
导体具有高电导率和低电阻率,能够自由传导电荷;超导体在低温下表现出零电阻的特点;半导体介于导体和绝缘体之间,具有可调控的导电性;绝缘体则几乎不导电,电流难以通过。
导体、半导体和绝缘体的区别导体、半导体和绝缘体的区别我们知道导体是导电的那么为什么导体会导电而绝缘体又不会呢?同时我们也经常见到个词叫半导体。
半导体又是什么?那么接下来我们先来了解下他们是什么。
在了解完后再来说他们的区别吧。
导体是什么?导体(conductor)是指电阻率很小且易于传导电流的物质。
导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。
在外电场作用下,载流子作定向运动,形成明显的电流。
金属是最常见的一类导体。
金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚,而成为自由电子,留下的正离子(原子实)形成规则的点阵。
金属中自由电子的浓度很大,所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。
金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。
在极低温度下,某些金属与合金的电阻率将消失而转化为“超导体”。
半导体是什么?半导体( semiconductor),指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。
半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。
如二极管就是采用半导体制作的器件。
半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。
无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。
今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。
常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等,而硅更是各种半导体材料中,在商业应用上最具有影响力的一种。
定义物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。
我们通常把导电性差的材料,如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。
而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。
可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。
与导体和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。
本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。
导体超导体半导体绝缘体导体导体是指能够传导电流的物质。
导体中的电流是通过自由移动的电子进行传输的。
导体的电导率可以用来描述其导电性能的好坏,电导率越高,导电性能越好。
金属是常见的导体,因为金属中的电子能够自由移动。
导电机制导体的导电机制是基于自由电子的存在。
在导体中,电子受到的束缚较弱,因此可以自由移动。
当电场施加在导体上时,电子会受到电场力的作用,从而形成电流的流动。
应用导体在各个领域都有广泛的应用。
电线、电路板等电子产品中使用的导线都是导体,可以将电流从一个地方传输到另一个地方。
除此之外,导体还可以用于制造各种电器设备、发电机等。
超导体超导体是指在低温下具有零电阻和完全抗磁性的材料。
在超导体中,电流可以无阻碍地通过,且不会产生能量损耗。
超导体的零电阻性能使其在电能传输、电子仪器等领域具有重要应用。
超导机制超导的机制是由于电子在低温下形成了库珀对。
在超导体中,电子会以一对一对地结合成库珀对,并形成一个电子对的凝聚态。
这种电子对的运动没有电阻,因此可以实现超导。
超导体的应用主要集中在科学研究领域和高性能电子领域。
在科学研究中,超导体被用于制造超导磁体,用于产生极强的磁场。
在高性能电子领域,超导体被用于制造超导材料、电阻器、传感器等。
半导体半导体是介于导体和绝缘体之间的材料。
半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,可以通过控制其电子的数量来改变其导电性能。
半导体材料常见的有硅和锗。
半导体材料的带隙半导体的导电性取决于其能带结构。
在半导体材料中,存在一个带隙,使得低能级的电子无法跃迁到高能级。
只有在外界能量的作用下,电子才能越过带隙进行跃迁,从而实现导电。
N型和P型半导体半导体材料可以通过掺入其他材料来改变其导电性能。
掺入杂质后,可以形成N型半导体和P型半导体。
N型半导体中,掺入的杂质为五价元素,提供额外的自由电子。
P型半导体中,掺入的杂质为三价元素,形成缺电子的空穴。
应用半导体在各个现代电子设备中都有广泛应用。
人教版九年级物理上册第16章《电压电阻》第3节电阻(同步练习)一、选择题(共15小题):1.下列材料的电阻值,按从小到大排列的是()A.超导体、绝缘体、半导体、导体B.绝缘体、半导体、导体、超导体C.超导体、导体、半导体、绝缘体D.绝缘体、超导体、半导体、导体【答案】C【解析】解:容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,具有一些特殊的物理性质,超导现象是当温度降到一定程度,电阻为零的现象,导电性能最强,绝缘体不容易导电,故材料的导电性能按照由小到大的顺序排列的是超导体、导体、半导体、绝缘体。
故选:C。
2.关于导体的电阻,下列说法正确的是()A.加在导体两端的电压越高,导体的电阻越大B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大C.导体的电阻与导体两端的电压和通过的电流无关D.导体的电阻只由导体材料和长度决定【答案】C【解析】解:A、加在导体两端的电压越大,通过的电流越大,导体的电阻不变,故A错误。
B、通过导体的电流越小,说明导体两端电压越小,导体的电阻不变,故B错误。
C、电阻是导体的一种性质,决定于导体的材料、长度、横截面积,还和温度有关,跟电压、电流都无关,故C正确。
D、影响导体电阻大小的因数是材料、长度、横截面积,还有温度,故D错误。
故选:C。
3.关于导体的电阻,下列说法正确的是()A.加在导体两端的电压越高,导体的电阻越大B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大C.导体两端的电压为0V时,导体的电阻为0ΩD.导体的电阻与电压和电流无关【答案】D【解析】解:A、电阻是导体的特性,与导体两端的电压大小无关,故A错误。
B、电阻是导体的特性,与导体中的电流大小无关,故B错误。
C、电阻是导体的特性,与导体两端的电压大小无关,所以导体两端的电压为0V时,导体的电阻不为0Ω,故C错误。
D、导体的电阻是导体的一种性质,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关,故D正确。
故选:D。
导体、半导体和绝缘体导体、半导体和绝缘体是物理学中非常重要的概念,它们是材料的电学特性的基本分类。
本文将分别介绍导体、半导体和绝缘体的概念、性质、应用和发展历程。
一、导体导体是指具有较高导电性的物质。
导体中,电子自由度较高,电子可以自由移动,用来传导电流。
常见的导体有金属、纯水和硫酸等。
导体的电阻率很低,通常用导电率来度量,即导体在电场作用下的单位面积中传导的电流的强度。
导体的制备通常是利用具有良好导电性的材料,如铜、银、金等制作成线、管、板等形状。
导体的应用极为广泛,如电线、电路、电子设备、汽车零部件等,都离不开导体。
导体在电力传输中也起到着重要的作用,导电材料的纯度和导体的制备工艺对电力传输效率和质量有着决定性的影响。
二、半导体半导体是介于导体和绝缘体之间的一种材料。
半导体中电子自由度介于导体和绝缘体之间,它们的电阻率比导体高,但比绝缘体低。
通常情况下,半导体处于物质的四种电性状态中的中间状态。
常见的半导体材料有硅、锗等。
半导体的特殊性质使其在信息技术、电子设备和光电子技术等领域中具有广泛的应用。
半导体可以用来制作晶体管、二极管、太阳能电池、光电二极管、集成电路等,这些都是现代电子技术中必不可少的组成部分。
三、绝缘体绝缘体是指电阻率极高的材料。
绝缘体内部的电子自由度很小,浑然无法被激发,电子在其中几乎不能自由移动,同时材料本身具有极高的电学阻抗。
常见的材料有玻璃、瓷器、纸张等。
绝缘体的应用领域主要包括电力绝缘材料、隔热、隔音、绝缘板材、电气设备外壳等。
绝缘体在保护电路、防止人体电击等方面也具有重要作用。
总结导体、半导体和绝缘体是电学特性分类的三大基本类别。
导体具有较高的导电性,半导体介于导体和绝缘体之间,绝缘体在电导方面表现非常差。
三种材料各有不同的用途,具有极大的应用价值。
随着科技的不断发展,导体、半导体和绝缘体在各自的领域中也不断的发挥着重要作用。
知识点63:导体、绝缘体、半导体和超导体2009年3.(09北京市)下列用品中,通常情况下属于导体的是A.玻璃棒 B.塑料尺 C.橡皮 D.铁钉答案:D(09成都).下列物体中,用到了半导体材料的是A.智能机器狗 B.白炽灯泡 C.普通干电池 D.滑动变阻器答案:A(09·湖北宜昌市)3.当温度降到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫超导体。
下列物体可以用超导体来制作的是A.家用保险丝 B.白炽灯泡的灯丝 C.电炉的电热丝 D.输电导线答案:D(09·广西柳州)2.下列物体属于导体的是A.木片 B.塑料尺 C.橡皮 D.细铜线答案:D2.(09·湖北仙桃等市)下列关于半导体、超导体的说法中,正确的是A.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,可制作二极管B.半导体的导电性能良好,可制作远距离输电导线C.超导体的导电性能最好,可制作电炉丝D.超导体的电阻为零,没有实际用途答案:A4.(09·株洲)图1中标出了制成铅笔的几种材料,通常条件下属于导体的是A.木材、橡皮 B.石墨、金属C.木材、金属D.石墨、橡皮答案:B13. (09·来宾)下列生活用品中,通常情况下属于导体的是()A.塑料筷子 B.金属勺 C.玻璃杯 D.陶瓷碗答案:B14. (09·河南)LED灯是一种新型的高效节能光源,它的核心元件是发光二极管。
二极管由下列哪种材料制成A.陶瓷材料B.金属材料C.半导体材料D.超导材料答案:C6.(09·衡阳)当温度降到很低时,某些金属的电阻会突然消失,这种现象称为超导现象.假如所有导体都没有了电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动C.电饭锅仍然能煮饭 D.取暖器仍然可以发热1.(09·长春)下列物品通常情况下属于绝缘体的是()A大头针 B.金属刀 C.铅笔芯 D.塑料尺(09湖南娄底).节能与环保在“两型”社会的建设中起着重要作用.在电厂发电、输送电力、贮存电力等方面若能采用超导材料,就能大大降低由于电阻引起的电能损耗.超导材料就是在温度很低时,电阻变为.答案:0(09广东).就导电性能来说,金属的导电性能一般比非金属(选填“强或弱);有些元素如硅、锗等的导电性能介于金属和非金属之间,常称作。
初中物理电学知识专题复习知识点一、导体、绝缘体、半导体、超导体()1.关于材料与技术的应用,下列说法中正确的是A.我们日常生活中使用的二极管是由导体制成的B.夜视仪是利用紫外线来工作的仪器C.超导材料没有电阻,所以不适合做输电线D.应用光导纤维通信技术,在相同条件下增大了信息量的传输()2.上海世博会很多的照明灯是LED灯,LED灯是一种新型的高效节能光源,它的核元件是发光二极管。
现在用的二极管主要是由下列哪种材料制成的A.陶瓷材料B.金属材料C.半导体材料D.纳米材料()3.超导材料的应用具有十分诱人的前景。
假如科学家已研制出室温下的超导材料.你认为它可作下列哪种用途A.自炽灯的灯丝B.电炉的电阻丝C.保险丝D.远距离输电线知识点二、电压表与电流表()1.在如图(a)所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针偏转均如图(b)所示,则电阻R1和R2两端的电压分别为A.5.6V 1.4VB.7V 1.4VC.1.4V 7VD.1.4V 5.6V()2.在图a所示电路中,当闭合开关后,两个电流表指针偏转均为图b所示,则通过电阻R1和R2的电流分别为A.1.2A 0.24AB.0.24A 1.2AC.0.24A 0.96AD.0.96A 0.24A知识点三、滑动变阻器()1.将图中的变阻器接入电路中,当滑片向左移动时,要使电阻减少,下列哪种接法正确A.a和bB.a和cC.c和dD.b和d()2.如图所示,A、B、C、D中所示的为滑线变阻器的结构和连入电路情况示意图,当滑片向右滑动时,连入电路的电流变小的为()3.在如图所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变暗,则下列接法正确的是A.M接C,N接BB.M接A,N接BC.M接C,N接DD.M接A,N接D()4.将如图所示滑线变阻器的C、D二接线接在电路中的MN间,为使电压表读数变小,问触头P应该A.向左滑动B.向右滑动C.向左、向右均可以D.无法实现知识点四、概念题()1.关于电阻,下列说法中正确的是A.铜导线的电阻比铁导线的电阻小B.导体的电阻越大,电流通过导体产生的热量越多C.某学校教学楼中,同时发光的电灯越多,电路的总电阻越小D.导体两端的电压越大,导体的电阻越大()2.下面说法正确的是A.电路断开后,电路中的电流为零,因此电源电压也为零B.电路两端只要有电压,电路中就一定有电流C.电压表有一定的量程,使用时选择的量程越大越好D.在并联电路中,不论灯泡是大是小,每个灯泡两端的电压都相等()3.根据欧姆定律公式,URI=可以导出,由此公式得出的正确结论是A.电路两端的电压越大,电路中的电阻就越大B.通过导体的电流强度减小,导体的电阻就增大C.导体的电阻跟电压成正比,跟电流强度成反比D.导体的电阻表示导体对电流阻碍的性质,不随电压、电流的改变而改变()4.下列关于电功率的说法正确的是A.用电器的电功率越大,它消耗的电能越多B.用电器的电功率越大,它消耗电能越快C.用电器工作时间越长,它的电功率越大D.用电器的电能与其功率无关,只与通电时间有关()5.电炉通电后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连接的输电导线却不太热,这是因为A.通过电炉丝的电流比较大B.电炉丝的电阻比较大C.以上两种说法都对D.无法确定知识点五、常识题1.装有两节新干电池的手电筒,它的电压是______V,我们日常生活用电的电压是______,家里的电灯、电视、电冰箱等家用电器的连接方式是______的(填“串联”或“并联”),对人体来说只有不高于______的电压是安全的。
导体超导体半导体绝缘体导体、超导体、半导体和绝缘体是物质的不同类型,在电子学和固态物理学中起着重要的作用。
它们在电流传导、能量传输和半导体器件等领域都有不同的应用。
在本文中,我们将深入探讨这些材料的特性、应用和区别。
一、导体1. 导体的特性导体是能够良好地传导电子的物质。
它们通常具有以下特性:- 高电导率:导体的电导率(用于衡量其导电能力)非常高,其电子能够轻松地在物质内自由移动。
- 低电阻率:由于电导率高,导体的电阻率很低,这意味着在给定的电压下,电子可以顺畅地通过导体。
- 自由电子:导体中的电子能够脱离原子,并以自由态形式存在。
2. 导体的应用导体在许多领域中都有广泛的应用,包括:- 电线和电缆:导体的高电导率使其成为电线和电缆的理想选择,用于输送电力和数据。
- 电子器件:导体材料如铜和铝在电子器件中起着重要作用,例如电路板和电动机。
- 传感器:某些导体材料具有感应外部环境变化的能力,可作为传感器使用。
二、超导体1. 超导体的特性超导体是在极低温下表现出零电阻的材料。
以下是其主要特性:- 零电阻:在超导态下,电流可以在超导体中无阻力地流动,极大地提高了电流的传导效率。
- 费米液体:超导体中的电子以费米液体的形式存在,其行为和统计特性与常规导体不同。
- 驱动电场:超导体可以抵抗外部驱动电场并排斥磁场的渗透。
2. 超导体的应用超导体的特殊性质使其在以下领域中具有广泛的应用:- 磁共振成像(MRI):超导体磁体被广泛用于医学成像中,MRI技术得益于超导体的零电阻和强磁场能力。
- 磁悬浮列车:超导磁体的强磁场性质使其成为磁悬浮列车的理想选择,在高速交通中提供无接触的悬浮效果。
- 能源传输:超导体的零电阻特性可用于高效能源传输,例如超导电缆和超导输电线路。
三、半导体1. 半导体的特性半导体是介于导体和绝缘体之间的材料,具有以下特性:- 电导率介于导体和绝缘体之间:半导体的电导率较低,但会随着温度、电场和杂质浓度的变化而改变。
导体和绝缘体定义
导体是一种能让电流通过其内部自由电子流动的物质,其电导率较高,常用于电化学工业。
常见的导体包括金属、人体、大地等。
金属中自由移动的电荷是电子,被称为自由电子。
绝缘体是一种几乎没有自由电子能够通过其内部的物质,其电阻率很大,通常不导电。
常见的绝缘体包括橡胶、玻璃、陶瓷、塑料等。
绝缘体虽然含有电荷,但电荷被束缚在原子范围内,所以不容易导电。
绝缘体不容易导电,但可以带电。
绝缘体可以通过加热变成导体。
半导体是一种导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。
常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。
半导体的特性包括热敏特性和光敏特性,半导体制成的二极管具有单向导电性,可广泛应用于电子技术领域,如太阳能电池、条形码扫描仪、微处理器等。
超导体是一种在很低的温度下电阻变为零的物质。
特性包括电阻为零和电流通过时不发热,这使其在远距离大功率输电和超导磁悬浮列车、发电机、电动机等领域有广泛的应用。
半导体超导体半导体和超导体是当代物理学研究中的两个重要领域,它们在电子技术、计算机科学、能源等众多领域都有着广泛的应用。
本文将从物理原理、应用领域等多个角度探讨半导体和超导体的特点和发展现状。
一、半导体的特点和应用半导体是介于导体和绝缘体之间的一种物质,它的电导率介于导体和绝缘体之间。
半导体材料具有很多独特的性质,如:1. 半导体材料的导电性可通过掺杂的方式来调节,掺杂不同的杂质可以使材料呈现出不同的导电性质;2. 半导体材料的电子结构使其能够吸收或发射光子,具有光电效应;3. 半导体材料的能带结构决定了其能够实现电子的输运、储存和控制等功能,因此被广泛应用于电子元器件和集成电路中。
半导体材料的应用范围非常广泛,主要包括以下几个方面:1. 电子元器件:半导体材料的导电性能可通过掺杂和结构设计进行调节,因此被广泛应用于电子元器件中,如二极管、晶体管、场效应管等。
2. 光电器件:半导体材料的电子结构使其能够吸收或发射光子,因此被广泛应用于光电器件中,如太阳能电池、LED等。
3. 集成电路:半导体材料的能带结构决定了其能够实现电子的输运、储存和控制等功能,因此被广泛应用于集成电路中,如微处理器、存储器等。
4. 太阳能光伏:半导体材料的光电效应使其成为太阳能光伏的重要材料,如硅太阳能电池等。
二、超导体的特点和应用超导体是指在低温下电阻为零的材料,这种材料具有很多优异的物理性质,如:1. 电阻为零,能够实现超导电流;2. 磁场作用下表现出的磁性是非常强的,具有良好的磁性性质;3. 超导体的能带结构和电子结构使其具有很高的电子迁移率,因此被广泛应用于电子器件和能源领域。
超导体的应用领域主要包括以下几个方面:1. 磁共振成像:超导体的磁性和电性使其成为磁共振成像的重要材料,如核磁共振成像。
2. 超导磁体:超导体的磁性和电性使其成为制造超导磁体的重要材料,如MRI。
3. 能源领域:超导体的能带结构和电子结构使其具有很高的电子迁移率,因此被广泛应用于能源领域,如超导电缆、超导电机等。
导体超导体半导体绝缘体导体导体是指电子自由度较高的物质,如金属、铜、铝等。
在导体中,自由电子可以在外加电场作用下自由移动,形成电流。
导体的电阻率较低,一般小于10^-8Ωm,其内部电场强度几乎为零。
超导体超导体是指在低温下(一般小于临界温度)具有零电阻和完全反射磁场的物质。
超导体的特殊性质与其内部存在的库珀对有关。
超导材料常用于磁共振成像、能源传输等领域。
半导体半导体是指介于导体和绝缘体之间的材料,如硅、锗等。
半导体中的电子自由度介于金属和绝缘体之间,在外加电场作用下只能局部移动。
半导体的电阻率介于10^-8~10^8Ωm之间,内部存在能带结构。
绝缘体绝缘体是指对电流几乎不产生响应的物质,如玻璃、空气等。
在绝缘体中,电子不能自由移动,在外加电场作用下只能发生极小的位移。
绝缘体的电阻率较高,一般大于10^8Ωm,内部存在禁带结构。
导体、超导体、半导体和绝缘体的区别1.电子自由度不同在导体中,电子具有很高的自由度,在外加电场作用下可以自由移动;在超导体中,库珀对的存在使得电子能够无阻碍地移动,形成零电阻;在半导体中,电子只能局部移动;在绝缘体中,电子不能自由移动。
2.内部结构不同导体内部没有禁带结构;超导体内部存在库珀对;半导体和绝缘体内部都存在能带结构。
3.电阻率不同导体的电阻率很低,一般小于10^-8Ωm;超导体具有零电阻特性;半导体的电阻率介于10^-8~10^8Ωm之间;绝缘体的电阻率较高,一般大于10^8Ωm。
4.应用领域不同由于其特殊性质,超导材料常用于磁共振成像、能源传输等领域;半导体广泛用于集成电路、太阳能光伏等领域;绝缘体常用于隔离电路、电容器等领域。
总结导体、超导体、半导体和绝缘体在电子自由度、内部结构、电阻率和应用领域等方面存在明显的区别。
对于不同的应用场景,需要选择合适的材料来满足需求。
超导体和半导体的区别超导体和半导体的区别1、范围不同,半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
超导体指在某一温度下,电阻为零的导体。
2、用途不同,半导体在集成电路、通信系统大功率电源转换等领域应用,超导体应用包括超导发电、输电和储能、超导计算机等。
3、导电性能不同,超导体的电阻极小,半导体在一定情况下可以导电,也可以不导电。
超导体基本特性一、完全导电性完全导电性又称零电阻效应,指温度降低至某一温度以下,电阻突然消失的现象。
完全导电性适用于直流电,超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下,会出现交流损耗,且频率越高,损耗越大。
二、完全抗磁性完全抗磁性又称迈斯纳效应,“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下,磁力线无法穿过超导体,超导体内部磁场为零的现象,“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项操作的顺序可以颠倒。
三、通量量子化通量量子化又称约瑟夫森效应,指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时,电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象,即在超导体—绝缘体—超导体结构可以产生超导电流。
半导体的基本特性半导体材料除了用于制造大规模集成电路之外,还可以用于功率器件、光电器件、压力传感器、热电制冷等用途;利用微电子的超微细加工技术,还可以制成MEMS(微机械电子系统),应用在电子、医疗领域。
半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。
通过掺入杂质来改变其导电性能,人为控制它导电或者不导电以及导电的容易程度。
半导体的四种分类方法1、按化学成分:分为元素半导体和化合物半导体两大类。
锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物、氧化物,以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体。
除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
2、按制造技术:分为集成电路器件,分立器件、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、储存器等大类,一般来说这些还会被分成小类。
3、按应用领域、设计方法分类:按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其规模进行分类的方法。
一、选择题
(11·泉州)6.下列物体中属于导体的是
A.玻璃杯B.竹筷C.瓷碗D.不锈钢杯
答案:D
(11·北京)3.下列用品中,通常情况下属于绝缘体的是
A.金属勺B.瓷碗C.铅笔芯D.铁钉
答案:B
(11·莆田)8.当温度降低到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种物质叫做超导体。
电流通过超导体时不发热,因此超导体的应用十分广泛。
假如有室温环境中的超导体,可用它来制作
A.家用保险丝B.白炽灯灯丝
C.电热丝D.输电导线
答案:D
(11·漳州)9.下列物品中使用了半导体材料的是
A.机器人B白炽灯C.滑动变阻器D,机械手表
答案:A
(11·柳州)2.下列物体中,通常情况下属于绝缘体的是
A.金属B.人体C.铅笔芯D.橡胶
答案:D
(11·昆明)7.下列材料中符合大功率、远距离输送电能要求并最具有应用前景的是A.铝质材料B.超导体材料C.纳米材料D.半导体材料
答案:B
(11·新疆)4.将下面一个物体与小灯泡串联在电源上,闭合开关后,能使小灯泡发光的是
A.橡皮B.铅笔芯C.塑料尺D.透明胶带
答案:B
(11·潜江、天门、仙桃等)34.下列物体中,不可能应用超导材料的是
A.输电导线B.发电机线圈C.电炉丝D.磁悬浮列车
答案:C
(11·杭锦旗)6.今年四月,美国《科学》杂志发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述。
这表明,在新超导体研究领域,我国取得了令人瞩目的成就。
假如人们已研制出常温下的超导体,则可以用它制作
A.家用保险丝B.白炽灯泡的灯丝
C.电炉的电阻丝D.远距离输电导线
答案:D
(11·沈阳)4.材料科学的发展正在影响着我们的生活,下列关于材料应用的说法中正确的是
A.保险丝是利用半导体材料制成的
B.利用超导材料做电热丝,电热丝会更热
C.利用钨做灯丝,是因为钨的熔点低
D.试电笔外壳是用塑料制成的,因为它是绝缘材料
答案:D
(11·清远)2.太阳能电池的光伏板是由非晶态硅制成的,它能把太阳能直接转化为电能,其主要材料是
A.磁性材料B.纳米材料C.半导体D.超导体
答案:C
二、填空题
(11·湛江)14.在我国,家庭电路的电压是_______V,每个用户之间的电路连接方式是_______联;今年高考,湛江市首次使用金属探测仪防止考生作弊,金属是______(填“导体”或“绝缘体”).
答案:220 并导体
(11·肇庆)12.有一种材料,它的导电性介于导体和绝缘体之间,这种材料称为_______材料,电脑的微处理器就是由成千上万个这种材料制成的元件组成;某些材料在特定温度下,电阻接近于零,这种材料物理学上称之为_______材料,此处的特定温度通常_______(选填“很高”、“接近常温”或“很低”).
答案:半导体超导很低
(11·崇左)18.如图(甲)所示,把玻璃珠接入电路中,闭合开关,发现小灯泡不发光。
说明:;
现给玻璃珠加热,如图乙所示,当玻璃珠加热到红炽状态时,发现小灯泡发光,说明:。
答案:玻璃珠不容易导电(或:玻璃珠是绝缘体)红炽状态下的玻璃珠是导体
(11·牡丹江)16.今年的中考,同学们要使用2B铅笔涂卡,如图所示。
使用时,铅笔与纸面之间发生滑动产生________,只有在一定面积上均匀涂抹并且深度适合,计算机才能有效识别。
若将2B铅笔的笔芯接入电路中,小灯泡会发光,这说明铅笔芯是________。
答案:摩擦(或摩擦力、滑动摩擦力)导体
(11·广东)8.硅、锗等半导体材料的导电能力比铜、铁等金属的导电能力____(选填“强”或“弱”)。
某些物质在温度很低时,电阻变为____,这就是超导现象。
如果能制造出常温下的超导体,它可以在下列哪些情境得到应用____(选填序号)。
①用作电吹风的电热丝②用作白炽灯的灯丝③用作输电线缆
答案:弱零③
(11·东营)17.1911年,荷兰科学家昂内斯在低温实验中意外发现:当温度下降到-269℃时,水银的电阻突然消失了,这就是超导现象。
超导现象应用于实际的好处有:__________________________________________________(写出一条即可)。
答案:电能输送过程降低电能损耗)或“电厂发电过程降低电能损耗”、“储存电力过程降低电能损耗”、“因不考虑散热问题,可使电子设备微型化”等)。