导体 绝缘体与超导体
导体和绝缘体有什么区别
导体和绝缘体有什么区别
导体中存在大量可以自由移动的带电物质微粒，称为载流子。
在外电场作用下，载流子作定向运动，形成了明显的电流。
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，留下的正离子形成规则的点阵。
扩展资料
金属中自由电子的浓度很大,约为10每立方厘米，所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。
金属导体的电阻率约为1～10Ω·m,且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”。
常见的导体和绝缘体
1、常见的'导体有：铜、芯、插座的接触片、插头的接触头、保险丝、水、溶液、金属、胶体、浊液等。
2、常见的绝缘体有：陶瓷、橡胶、干布、干木头、塑料制品、空气、纯净的水、玻璃、经过加工的绝缘油、电木、云母、聚氯乙烯等。
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。
超导体
1911年2月，掌握了液氦和低温技术的卡末林·昂尼斯发现，在4.3K以下，铂的电阻保持为一常数，而不是 通过一极小值后再增大。因此卡末林·昂尼斯认为纯铂的电阻应在液氦温度下消失。为了验证这种猜想，卡末 林·昂尼斯选择了更容易提纯的汞作为实验对象。首先，卡末林·昂尼斯将汞冷却到零下40℃，使汞凝固成线状； 然后利用液氦将温度降低至4.2K附近，并在汞线两端施加电压；当温度稍低于4.2K时，汞的电阻突然消失，表现 出超导状态。
超导体已经进行了一系列试验性应用，并且开展了一定的军事、商业应用，在通信领域可以作为光子晶体的 缺陷材料。
背景
超导体的发现与低温研究密不可分。在18世纪，由于低温技术的限制，人们认为存在不能被液化的“永久气 体”，如氢气、氦气等。1898年，英国物理学家杜瓦制得液氢。1908年，荷兰莱顿大学莱顿低温实验室的卡末 林·昂内斯教授成功将最后一种“永久气体”——氦气液化，并通过降低液氦蒸汽压的方法，获得1.15~4.25K的 低温。 低温研究的突破，为超导体的发现奠定了基础。
BCS理论认为，金属中自旋和动量相反的电子可以配对形成库珀对，库珀对在晶格当中可以无损耗的运动， 形成超导电流。对于库珀对产生的原因，BCS理论做出了如下解释：电子在晶格中移动时会吸引邻近格点上的正 电荷，导致格点的局部畸变，形成一个局域的高正电荷区。这个局域的高正电荷区会吸引自旋相反的电子，和原 来的电子以一定的结合能相结合配对。在很低的温度下，这个结合能可能高于晶格原子振动的能量，这样，电子 对将不会和晶格发生能量交换，没有电阻，形成超导电流。
导体超导体半导体绝缘体
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。
16.3电阻(练习)2
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、绝缘体、半导体和超导体
（10·北京）3．下列用品中，通常情况下属于导体的是A．橡胶手套B．玻璃杯C．塑料盆D．钢尺(10·重庆)4.楠楠同学在中考备考中，准备有：①透明塑料笔袋②金属刀片③塑料三角板④铅笔芯⑤橡皮擦等物品。
上述五种物品中，其中属于绝缘体的有（）A. ①③⑤B.②④⑤C.③④⑤D. ①②④（10·安徽）12．下面各组材料，均为导体的是【】A．塑料和铁B．盐水和铜C．铝和煤油D．空气和石墨（10·成都）2．下列关于各种材料的说法正确的是A．铝、橡胶、塑料都是很好的绝缘材料B．超导体是一种电阻很大的材料C．纳米材料可以大大提高材料的强度和硬度D．用半导体材料可以制成性能优良的输电线(10·广州)2．图1所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温，这利用了半导体A．良好的导电特性B．良好的绝缘特性C．电阻随温度变化而变化的特性D．电阻随光照变化而变化的特性（10·河南）9．关于材料的性质及其应用，下列说法错误的是A．有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻B．铜的导电性较好，可以用来制造保险丝C．金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头D．超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电（10·江西）10．在我们的生活和生产中，经常要对物质进行分类.如以下物品可分成两类：①铅笔芯、铝质易拉罐、铜导线②塑料笔套、橡皮、食盐.这两类物品分别属于【】A．导体和绝缘体B．金属和非金属C．磁性材料和非磁性材料D．晶体和非晶体(10·临沂)8.如图所示，电工师傅常用的测电笔，外壳是用不导电的绝缘材料制成的，而测电笔的笔尖是用金属材料做成的，这是利用了金属材料的A.耐高温性B.导电性C.硬度高D.延展性(10·咸宁)4．超导体若能应用到社会生活中，会给人类带来很大的好处。
各国科学家一直在努力寻找能够在室温下工作的超导材料，假如科学家已研制出室温下的超导材料。
地铁行业知识-电工电子基础
电容符号
一、基础知识
电阻、电容
C 公式：
ห้องสมุดไป่ตู้
s 4kd
q u
电容器的电容等于电容器的带电荷量，平板电容器的电容与极板面积成 正比，与极间距离成反比。
常用单位： 一般规定把电容器外加1V直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电
容量。电容的基本单位为法拉（F），还有微法（μF）、纳法（nF）、皮法 （pF）。法拉单位较大，实际不常用，常用的是微法、皮法。
I1 I5
I2 + I5+ I1 + I3 + I4 =0
I2 I4
I3
一、基础知识
电路
2. 基尔霍夫电压定律：对任一电路中的任一回路，在任一时刻，沿着该回路 的的所有支路电压的代数和恒等于零,
U4
U3 U2
U1 + U2 + U3 + U4 = 0
U1
目录
一、基础知识 二、日常维修工器具 三、仪表安全操作
二、日常维修工器具
锤子
二、日常维修工器具
锤子
1. 用途及种类：是敲打物体使其移动或变形的工具。有羊角锤、圆头锤、 橡胶锤、功能锤等多种。
2. 使用注意事项： 使用前应先检查锤柄是否安装牢固，如有松动应重新安装，以防 在使用时锤头脱出而发生事故；并应清洁锤头工作面上的油污， 以免敲击时发生滑脱而发生意外。 使用时，应将手上和锤柄上的汗水和油污擦干净，以免锤子从手 中滑脱。 使用锤子时，手要握住锤柄后端，握柄时手的用力要松紧适当。 锤击时要靠手腕的运动，眼要注视工件，锤头工作面和工件锤击 面应平行，这样才能保证锤面平整地打在工件上。
二极管
二极管的伏安特性： 二极管由PN结组成，因此，具有PN结的单向导电特性，它属于非线性电阻 元件。
半导体材料基础_基本特性
为直接跃迁。相当于电子由价带竖直地跃迁到导带，所以也
称为垂直跃迁。对应的材料为直接带隙半导体。k = k'+ hv
间接跃迁
c
若导带底和价带顶位于k空间的不同位置，则任
何竖直跃迁所吸收的光子能量都应该比禁带宽
度大。但实验指出，引起本征吸收的最低光子
能量还是约等于Eg。
——推论：除竖直跃迁，还存在另一类跃迁过
激子吸收不会改变半导体的导 电性。
Eenx
=
1
2 r
m* m
13.6 n2 (eV )
iii) 杂质吸收
杂质可以在半导体的禁带中引入杂质能级，占据杂质 能级的电子或空穴的跃迁可以引起光吸收，这种吸收 称为杂质吸收，可以分为下面三种类型： a.吸收光子可以引起中性施主上的电子从基态到激发 态或导带的跃迁； b.中性受主上的空穴从基态到激发态或价带的跃迁； c.电离受主到电离施主间的跃迁；
自由载流子吸收也需要声子参与， 因此也是二级过程，与间接跃迁过 程类似。但这里所涉及的是载流子 在同一带内不同能级间的跃迁。
自由载流子吸收不会改变半导体的 导电性。
v) 子带间的跃迁
电子在价带或导带中子带（sub-band）之间的跃迁。 在这种情况下，吸收曲线有明显的精细结构，而不同 于由自由载流子吸收系数随波长单调增加的变化规律 。
由于杂质能级是束缚态，因而动量没有确定的值，所 以不必满足动量守恒的要求，因此跃迁几率较大。
杂质吸收的长波长总要长于本征吸收的长波长。杂质 吸收会改变半导体的导电性，也会引起光电效应。
电子在杂质能级及杂质能级与带间的跃迁
浅能级杂质：红外区 深能级杂质：可见、紫外区
iv) 自由载流子吸收
当入射光的波长较长，不足以引起 带间跃迁或形成激子时，半导体中 仍然存在光吸收，而且吸收系数随 着波长的增加而增加。这种吸收是 自由载流子在同一能带内的跃迁引 起的，称为自由载流子吸收。（准 连续、长波长段）
导体 绝缘体与超导体
超导体与其他物质的关系
• 在一定的条件下，超导体、绝缘体、导体、 半导体之间（在温度、高压变化的情况下） 是可以互相转化的。 • 这也说明，超导体、绝缘体、导体、半导 体之间并没有绝对的界限。
结语
• 如今，超导材料也已经尝试运用于各个领 域之中，科学家们也正尽力探索这些奥秘。 • 所以，我们要看向未来，为自己，也为所 有人，尽一份力。解决这未知的谜团。
导电性能介乎导体和绝缘体之间它们的电阻比导体大得多但又比绝缘体小得多电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质这类材料我们把它叫做半导体
目录
• • • • 1、知识普及 2、超导体 3、导体 绝缘体 半导体 超导体之间的关系 4、结语
• 绝对零度，即绝对温标的开始，是温度的 极限，当到达这一温度时所有的原子和分 子热量运动都将停止，这是一个只能逼近 而不能达到的最低温度。
• 人们还做过这样一个实验：在一个浅平的 锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的 永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现 超导性，这时可以看到，小磁铁竟然离开 锡盘表面，慢慢地飘起，悬空不动。
• 当然，这只是低温超导体，高温超 导体的发现又需要人们的进一步探 寻。
• 绝缘体(又称为电介质引)在某些外界条件,如加热、加 高压等影响下,会被“击穿”,而转化为导体.在未被击 穿之前,绝缘体也不是绝对不导电的物体.如果在绝缘 材料两端施加电压,材料中将会出现微弱的电流. • 绝缘材料中通常只有微量的自由电子,在未被击穿前参 加导电的带电粒子主要是由热运动而离解出来的本征 离子和杂质粒子. • 当然，绝缘体在一定的条件下也会变成超导体
超导现象的发现
• 1911年，荷兰物理学家昂纳斯发现汞（水 银）的直流电阻在4.2K时突然消失首次观察 到超导电性。 • 他被称为“超导之父”
导体超导体半导体绝缘体
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。
常识备考：生活中常见的导体、半导体和绝缘体有哪些
常识备考：生活中常见的导体、半导体和绝缘体有哪些？关于导体、半导体和绝缘体的知识点在事业单位公共基础知识的考题中出现过，在事业单位联考的常识题目中也时常会涉及。
例如在山西的事业单位考试中曾经考查过这样的一道题目：锗、硅、硒电阻率受外界条件影响极大，在电子技术和无线电技术中有广泛应用，这样的材料属于( )。
A. 导体B. 绝缘体C. 半导体D. 超导体此题的考点就是导体、半导体和绝缘体的类型和应用，而题目中的锗、硅、硒都属于半导体。
今天，小编就来给大家梳理一下生活中常见的导体、半导体和绝缘体。
考点1：生活中常见的导体一、什么是导体导体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。
二、常见的导体金属是最常见的一类导体，例如铝、铁、铜、银等，大部分金属都是导体。
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”。
第二类常见的导体是电解质的溶液，例如酸、碱、盐水溶液。
其载流子是正负离子。
实验发现，大部分纯液体虽然也能离解，但离解程度很小，因而不是导体。
电离的气体也能导电，被称为气体导体，其中的载流子是电子和正负离子。
通常情形下，气体是良好的绝缘体。
如果借助于外界原因，如加热或用X 射线、γ射线或紫外线照射，可使气体分子离解，因而电离的气体便成为导体。
生活中人们常用的物品，例如图钉、钢尺、铝条、铜线、水壶、回形针、钥匙、铅笔芯等都是导体。
石墨、水、人体、大地、湿木等等也都是常见的导体。
考点2：生活中常见的绝缘体一、什么是绝缘体不善于传导电流的物质称为绝缘体，绝缘体又称为电介质。
它们的电阻率极高。
绝缘体和导体，没有绝对的界限。
绝缘体半导体导体超导体电导率
材料
碱金属Na 碱土金属 Mg
电子结构
1s22s22p63s1 1s22s22p63s2
电导率 （Ω-1·cm-1）
2.13×105
2.25×105
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电子比热问题
按照经典自由电子论，金属中价电子如同气 体分子一样，在温度T下每1个电子的平均能量为 3kBT/2(kB为玻耳兹曼常数)。对于一价金属来说， 每1mol电子气的能量Ee=NA3kBT/2=3RT/2，NA为
电导率
（Ω-1·cm-1）
2.13×105 2.25×105 3.77×105 1.00×105 5×10-6 10-15
10-14
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3 材料的电学
3.1 金属的自由电子论 3.2 能带理论 3.3 材料的电导 3.4 材料的介电性 3.5 材料的超导电性
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经典自由电子论 金属是由原子点阵组成的，价电子是完全 自由的，可以在整个金属中自由运动。自 由电子的运动遵守经典力学的运动规律， 遵守气体分子运动论。 这些电子在一般情况下可沿所有方向运动。 在电场作用下自由电子将沿电场的反方向运 动，从而在金属中产生电流。电子与原子的 碰撞妨碍电子的继续加速，形成电阻。
I NqvS
电流密度 J Nqv
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❖ 载流子迁移速度通常与E成正比：v=μE
J NqE
对照欧姆定律， J E 可得：
Nq
当材料中存在n种载流子时，电导率可表示为：
n
Niqii i 1
可见载流子浓度和迁移率是表征材料导电性的微观
物理量。
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❖控制材料的导电性能实际上就是控制材料中的载 流子的数量和这些载流子的移动速率。
中考物理(导体、绝缘体、半导体、超导体)练习试题
勾文六州方火为市信马学校导体、绝缘体、半导体、超导体一、认识导体和绝缘体1、预习自学〔1〕如下列图，你知道：〔1〕导线，为什么要用塑料作外壳、金属作芯吗？〔2〕只用导线外边的塑料将灯光接到电池两极上，灯泡会不会发光？2、知识点〔1〕〔1〕导体定义：的物体，叫导体。
〔2〕绝缘体定义：的物体，叫绝缘体。
〔3〕常见的导体有：等。
〔4〕常见的绝缘体有：等。
〔5〕导体和绝缘体比照导体绝缘体导电性能差异产生原因两者间关系【典型例题】1、关于导体、绝缘体，以下说法正确的选项是〔〕A．导体一定是用金属材料制成的 B．导体越长电阻越大C．绝缘体一定不能导电 D．绝缘体在一定条件下可变为导体2、关于导体和绝缘体，以下说法错误的选项是〔〕A．导体容易导电，是因为导体中有大量的自由电子 B．通常情况下，塑料、玻璃、汽油都是绝缘体C．绝缘体内缺少自由电荷，所以不容易导电 D．好的导体和绝缘体都是重要的电工材料3、如下列图两个实验电路图．〔1〕在〔a〕图中，接通开关S后，点燃酒精灯加热日光灯管灯丝，小灯泡L的亮度将，此现象说明；〔2〕在〔b〕图中，接通开关S后，用酒精灯加热废灯泡灯芯的玻璃柱，小灯泡L将，此现象说明．二、认识半导体1、预习自学〔2〕你知道右图是什么电路元件吗？你知道它的主要构成材料吗？2、知识点〔2〕〔1〕半导体定义：导电性能介于的物体，叫半导体。
〔2〕半导体的重要特性是。
〔3〕常见的半导体有硅、锗、砷化镓．〔4〕用到半导体的电路设备、电子器材有。
【典型例题】1、关于半导体，以下说法错误的选项是〔〕A．有的半导体在光照下电阻减小，利用这种半导体可以做成体积很小的光敏电阻B．常用的电器，如收音机、电脑等都利用了半导体元件C．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间D．由半导体材料制成的二极管的导电性能很特殊，它只允许电流从负极流向正极2、以下物质中属于半导体的是〔〕A．氯化钠B．砷化镓C．二氧化硅 D．镍铬合金3、关于半导体的说法错误的选项是〔〕A．半导体的导电性能受温度、光照、压力等外界因素的影响比较大B．收音机的二极管是半导体制成的C．盐水的浓度对导电性能有很大的影响，调节盐水浓度就可以使盐水成为半导体D．自动照相机里的光敏电阻就是半导体三、超导体1、预习自学〔3〕你知道超导体吗？你知道超导体有哪些特性吗？2、知识点〔3〕〔1〕超导体定义：可理解为超级导体——即：导体性能超强、没有电阻的导体。
材料电性能
3.1介电性 介电性
静电场中介质的极化
（A）真空电容器；（B）介电电容器
当电压加到两块真空的平行板上时，板上的 电荷Q0电压成正比，Q0=C0U，比例系数C0就是 电容。如果在平板电容的极板间充满某种绝缘体 （电介质），则由于电介质在电场的作用下发生 极化而产生表面束缚电荷，在相同的电压下使平 板电容器极板上的感应电荷增加了Q1，则 Q0+Q1=CU，电容量增加了。电介质引起电容量 增加的比例，称为相对介电常数εr，也称电容率。 εr=C/C0=(Q0+Q1)/Q0 板上的电荷在着眼于介电性质时，绝缘体就 称为电介质。介电性的一个重要标志就是材料能 够产生极化现象。
（2）超导材料的应用
★超导输电 ★超导储能 ★磁流体发电 ★体积小功率 大的电动机 ★磁悬浮列车 ★医用扫描机
4.2 热电效应
如果在一根半导体棒或 者金属的两端保持温度差， 那就热端的载流子将趋向于 冷端运动。假设载流子是电 子，那么当他们离开热端而 运动到冷端时，就使冷端变 成负的，从而形成的电场立 即使电子向热流引起电子运 动的相反方向运动。当这两 种过程达到平衡时，则在棒 两端建立起电位差。
1821年塞贝克发现 了热能转换为电能 的塞贝克效应。
2.2 影响电阻率的因素
1、温度的影响。金属中，温度越高，电阻率 越高。 2、杂质的影响。在纯金属中加入少量的合金 元素将增加金属对电子的散射作用，从而使金 பைடு நூலகம்的电阻率增加。 3、冷塑性形变的影响。随着冷塑性变形量的 增加，晶体中位错增多，从而电阻率提高。
3 绝缘体
橡胶 塑料
陶瓷
玻璃
绝缘材料作为材料使用可以分为绝缘材料和介 电材料两类。 绝缘材料的主要功能是实现电绝缘，如高压绝 缘电瓶所用的氧化铝陶瓷就是一种绝缘材料。 比较常见的介电材料是电容器介质材料，压电 材料等。 绝缘材料和介电材料两者在电子和电气工程中 都起到重要作用。
电工基础知识：如何区分导线、导体、绝缘体、半导体、超导体？
电工基础知识：如何区分导线、导体、绝缘体、半导体、超导体？学习电工知识，要从基础知识学起，电流、电压、功率、电阻、电感、电容器......这些都是电工基础知识，其中电阻、电感、电容是组成电路的基本元件，而导线也是电路的一个重要的组成部分，与导线相关的知识，如导体、绝缘体、半导体、超导体等，也属于电工基础知识。
自然界的物质、材料按导电能力大小，通常分为导体、绝缘体、半导体、超导体。
下面这张图中，有钢管、塑料片、曲别针、玻璃管、铁针、气球、干木条、铝片，您能分清哪种是能够接通电路的导体？哪种是不能够接通电路的绝缘体吗？如果一眼就能分清，就可以飘过本文，如果分不太清，下面的内容就要学习一下啦。
1、导线导线是用作电线、电缆的导电性能良好的导体材料，也是电路导通的路径，工业上也指电线。
导线是用来将电路中的电源、负载（电阻、电感、电容）连接起来的材料，在实际应用中，用导线制成的各种导线、电缆，是高低压配电线路的重要材料。
2、导体导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质，一种很好的导体就是：在这种材料中的电子可以很轻易地流动而只需要施加一点能量，它们对电流只产生很小的电阻。
金属是最常见的一类导体，金属导体含有很多的电子，即其电阻率很低，是很好的导体。
导体的电阻率一般随温度降低而减小，常见的导体有铜、铝、铁等金属以及电解液等等。
实际用于制作导线的导体，大部分都是用铜材制作，少部分用铝材，特殊用途也有用金线、银线所制（金线、银线的导电性、热性相当好）。
3、绝缘体绝缘体是导电能力较弱的一类物质，也就是指不能导电的物质，绝缘体内很难产生产生电流，即绝缘体内几乎没有自由电子，即使有，绝缘体也会阻挡电子的流动，如橡胶、塑料、玻璃、空气、干木、瓷器等等。
绝缘体与导体一起制成导线，绝缘体也是制造各类高、低压电器的基本材料，如：我们家用的面板开关、插座等等，工业用的电动机、变压器等等。
4、半导体半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间且导电能力易于受到外界的物理化学因素影响的一类物质。
科学教科版四年级下册第二单元第6课《导体和绝缘体》说课稿
科学教科版四年级下册第二单元第6课《导体和绝缘体》说课稿一. 教材分析《导体和绝缘体》是科学教科版四年级下册第二单元的第6课，本节课主要让学生通过实验和观察，认识导体和绝缘体的概念，了解它们的性质和特点，并能够区分生活中常见的导体和绝缘体。
教材内容丰富，以实验探究为主，注重学生的实践操作和观察能力的培养。
二. 学情分析四年级的学生已经具备了一定的观察和实验能力，对于生活中的导体和绝缘体有一定的了解。
但是，对于导体和绝缘体的概念、性质和特点的理解还不够深入。
因此，在教学过程中，需要通过实验和观察，引导学生深入理解导体和绝缘体的性质，提高学生的科学思维能力。
三. 说教学目标1.让学生通过实验和观察，认识导体和绝缘体的概念，了解它们的性质和特点。
2.培养学生动手操作、观察和思考的能力，提高学生的科学思维能力。
3.培养学生的团队协作能力和交流表达能力。
四. 说教学重难点1.导体和绝缘体的概念、性质和特点的理解。
2.实验操作的技巧和观察能力的培养。
五. 说教学方法与手段1.采用实验法、观察法、讨论法等教学方法，引导学生主动探究导体和绝缘体的性质。
2.使用多媒体课件、实验器材等教学手段，辅助教学，提高学生的学习兴趣和效果。
六. 说教学过程1.导入：通过生活中的实例，引导学生思考导体和绝缘体的存在，激发学生的学习兴趣。
2.实验探究：让学生分组进行实验，观察导体和绝缘体的性质，引导学生发现导体的导电性和绝缘体的不导电性。
3.讨论交流：让学生分享实验结果，引导学生总结导体和绝缘体的性质和特点，培养学生团队协作和交流表达能力。
4.知识拓展：引导学生了解导体和绝缘体在生活中的应用，拓宽学生的知识视野。
5.总结：对本节课的内容进行总结，强调导体和绝缘体的概念、性质和特点。
七. 说板书设计板书设计要简洁明了，能够突出导体和绝缘体的概念、性质和特点。
可以设计如下板书：导体：容易导电的物体绝缘体：不容易导电的物体导体：金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液绝缘体：塑料、玻璃、陶瓷、空气、橡胶八. 说教学评价1.学生实验操作的准确性。
功能材料
8.什么是光电材料？
光电材料是能把光能转变为电的一类能量转换功能材料。主要有光电子发射材料、光电导材料和光电动势材料。
（1）光电子发射材料：光电子发射材料又称之为外光电效应材料。当光照射到材料上，光被材料吸收产生发射电子的现象称为光电子发射现象。具有这种现象的材料称为光电子发射材料。
（2）光电导材料：受光辐射电导急剧上升的现象称为光电导现象。具有此现象的材料叫光电导材料。
（3）光电动势材料：在光照下，半导体p－n结的两端产生电位差的现象称为光生伏特效应。具有此效应的材料叫光生伏特材料，又称光电动势材料。
9.画出软磁、硬磁、磁头、磁记录介质和矩磁材料的磁化曲线和磁滞回线？并说明其意义？
（4)磁记录介质材料：矫顽力Hc适当高；磁滞回线矩形比高，即Br/Bs高；饱和磁感应强度Bs高。
（5）矩磁材料：磁滞回线矩形比高，即Br/Bs高；矫顽力Hc低；磁滞损耗低。
磁滞回线和磁化曲线见资料与书上。
10.透光材料种类及优缺点？
透光材料包括透可见光（波长0.39~0.76μm）、红外光（波长1~1000μm）和紫外光（波长0.01~0.4μm）的材料。透可见光的材料常用的有玻璃和高聚物两大类。
（3）临界电流密度Jc。当超导电流超过某临界值Jc时，也可使金属从超导态恢复到正常态。Jc称为临界电流密度，临界电流密度Jc本质上是超导体在产生超导态时临界磁场的电流。
（4）Meissner（迈斯纳）效应。处于超导态的材料，不管其经历如何，磁感应强度始终为零。超导体是一种抗磁体。因此具有屏蔽磁场和排除磁通的功能。
16.用能带结构解释激光工作原理？
超导体
：利用 超导材料的抗磁性，将超导 材料放在一块永久磁体的上 方，由于磁体的磁力线不能 穿过超导体，磁体和超导体 之间会产生排斥力，使超导 体悬浮在磁体上方。利用这 种磁悬浮效应可以制作高速 超导磁悬浮列车。
超导电机1.超导汽轮发来自机:励磁绕组用超导线(铌钛Nb-Ti合金线或铌三锡Nb3Sn)绕制。选用的电流密度高达传统常规绕
组的几十倍。电机的磁通气隙密度取得很高，大大超过了铁磁材料（硅钢片等）的饱和点。因而发电机重量大幅度下降 ，提高了发电机的电磁功率的最大值，使电机可以应付更大的功率突变，这有利于电机并网运行时的稳定性。目前因强 磁场、大电流密度的交流超导材料尚未过关,所以只能在直流励磁绕组中采用超导线,而交流电枢绕组则仍用常规导线（铜 线）。转子超导励磁绕组浸于旋转的低温液氦容器中，由多层转轴的内层输送液态氦，以冷却励磁绕组。蒸发后的气态 氦从多层转轴的夹层流出。为了避免外界热量的侵入，在旋转低温容器的外壳以及多层转轴的层间均设有真空隔热夹层 。整套低温系统严格密封。在转子外层还装有用金属材料制成的电阻尼屏，以屏蔽定子谐波磁场及发电机在三相不对称 运行时的负序磁场进入超导励磁绕组，避免超导材料失去超导性。
超导体
——韩彪&赵越 1627121 & 1627114
目录
超导体（英文名：superconductor），又称为超导材料，指在某一温度 下，电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于10-25Ω，可以认为 电阻为零。
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超导体的发现 超导体的分类 超导体的特性 超导体的应用
超导体的发现
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超导体的应用
导体超导体半导体绝缘体
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-绝缘体相变
超导体-绝缘体相变
一、简介
超导体-绝缘体相变是指材料在低温下从超导体转变为绝缘体的现象。
超导体是一种在低温下具有零电阻和无磁场排斥效应的材料，而绝缘体则具有较高的电阻和对磁场的不响应性。
超导体-绝缘体相变的研究对于理解超导机理和发展超导应用具有重要意义。
二、超导体-绝缘体相变的机制
1. 开闭壳层结构理论：这一理论认为，在超导体状态下，电子自发形成有序的库珀对，而转变为绝缘体状态时，电子的波函数开始重叠，形成闭壳层结构，导致电子成对行为受到压制，从而失去超导性。
2. 磁通异常理论：超导体中存在磁通量量子化现象，当超导体转变为绝缘体时，磁通发生异常变化，导致超导性的丧失。
三、超导体-绝缘体相变的应用
1. 超导体电缆：超导体具有零电阻特性，可以用于输电线路，提高能源输送的效率。
2. MRI扫描：超导体实现了高磁场强度和稳定性，使得MRI扫描具有更高的分辨率和准确性。
3. 加速器和储能环：超导技术可以实现高能粒子加速和储存，推动了粒子物理学和核聚变方面的研究。
四、研究进展和挑战
近年来，科学家们通过控制合金成分和掺杂新的元素，成功实现了超导体-绝缘体相变的调控。
仍然存在一些挑战，如高温超导体的制备、材料的稳定性和制备成本等问题，限制了超导体在应用中的广泛使用。
总结：超导体-绝缘体相变是一个具有科学意义和应用前景的重要研究领域。
通过深入研究相变机制和解决实际应用中的挑战，可以推动超导技术的发展和应用领域的拓展。
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国际温度单位K
• 温度的国际单位是开尔文 用符号“K”表示。
• 开氏温度标度是用一种理想气体来确立的，它 的零点被称为绝对零度。根据动力学理论，当 温度在绝对零度时，气体分子的动能为零。为 了方便起见。开氏温度计的刻度单位与摄氏温 度计上的刻度单位相一致，也就是说，开氏温 度计上的一度等于摄氏温度计上的一度，水的 冰点摄氏温度计为0℃，开氏温度计为273.15 K。
超导现象的发现
• 1911年，荷兰物理学家昂纳斯发现汞（水 银）的直流电阻在4.2K时突然消失首次观察 到超导电性。 • 他被称为“超导之父”
• 超导材料没有电阻，蓄能效率高，反应速 度快，是优质的蓄能材料。
我们可以这样简单地理解：
• 当温度位于超导的临界温度以下时，电子 将不再完全无序地“单独行动”，由于静 格的振动，会形成“电子对”（即“库珀 电子对）。温度越低，结成的电子对越多， 电子对的结合愈牢固，不同电子对之间的 作用力愈弱。在电压的作用下，这种有秩 序的电子对按一定方向畅通无阻地流动起 来
• 人们还做过这样一个实验：在一个浅平的 锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的 永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现 超导性，这时可以看到，小磁铁竟然离开 锡盘表面，慢慢地飘起，悬空不动。
• 当然，这只是低温超导体，高温超 导体的发现又需要人们的进一步探 寻。
• 绝缘体(又称为电介质引)在某些外界条件,如加热、加 高压等影响下,会被“击穿”,而转化为导体.在未被击 穿之前,绝缘体也不是绝对不导电的物体.如果在绝缘 材料两端施加电压,材料中将会出现微弱的电流. • 绝缘材料中通常只有微量的自由电子,在未被击穿前参 加导电的带电粒子主要是由热运动而离解出来的本征 离子和杂质粒子. • 当然，绝缘体在一定的条件下也会变成超导体
目录
• • • • 1、知识普及 2、超导体 3、导体 绝缘体 半导体 超导体之间的关系 4、结语
• 绝对零度，即绝对温标的开始，是温度的 极限，当到达这一温度时所有的原子和分 子热量运动都将停止，这是一个只能逼近 而不能达到的最低温度。
• 绝对零度的摄氏温度为-273.15度 • 以国际温度单位计为0 K
• 概念：导电性能介乎导体和绝缘体之间，它们的 电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多(电阻率 介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的 物质)这类材料我们把它叫做半导体。 • 锗、硅、砷化镓等，都是半导体. • 电学性能：光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻。 • 半导体室温时电阻率约在10E-5～10E7欧姆· 米 之间，温度升高时电阻率指数则减小。
Hale Waihona Puke 超导体与其他物质的关系• 在一定的条件下，超导体、绝缘体、导体、 半导体之间（在温度、高压变化的情况下） 是可以互相转化的。 • 这也说明，超导体、绝缘体、导体、半导 体之间并没有绝对的界限。
结语
• 如今，超导材料也已经尝试运用于各个领 域之中，科学家们也正尽力探索这些奥秘。 • 所以，我们要看向未来，为自己，也为所 有人，尽一份力。解决这未知的谜团。