Question

【題目】石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數高達5300W/mK，是目前為止導熱系數最高的碳材料，銅的導熱系數常溫下才400W/mK。石墨烯具有非常良好的光學特性，看上去幾乎是透明的。石墨烯是己知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，可以彎曲，石墨烯的結構非常穩定，石墨烯內部的碳原子之間的連接很柔韌，當施加外力于石墨烯時，碳原子面會彎曲變形。

2018年，22歲中國科學家——曹原，因為石墨烯正式成為了“2018年度世界十大科學家之首”。22歲的少年曾提出問題，卻被很多的科學家無視，他的堅持，最后得到結果“兩層石墨烯，旋轉到特定的‘魔法角度’1.1°疊加之后，零阻力的材料得出來了，可以在常溫下實現超導”。請根據上述材料，回答下列問題：

（1）石墨烯是一種導體，零阻力是指________為零，這種現象叫做超導現象。

（2）曹原研究的超導石墨烯最適合用來制作________

A.電動機內部導線 B.保險絲 C.電爐絲 D.電熱毯內部導線

（3）用超導石墨烯制作成電纜輸電可以大大降低能量損耗，己知從A地到B地輸電導線長為10km，此導線電阻1Ω/km，輸電電流為200A，若用超導石墨烯代替輸電導線，輸電10min可節約________電能。

Answer 1

【答案】電阻 A 2.4×108J

【解析】

本題考查超導材料、新型材料

(1)[1]電阻是指導體對電流的阻礙作用，而超導現象是導體的電阻變為零，那么導體對電流的阻礙作用為零，即電阻為零。

(2)[2]因為超導材料的電阻為零，電流熱效應就不會發揮作用了，故利用電流的熱效應來工作的保險絲、電爐絲、電熱毯內部導線都不能采用超導材料，而電動機內部導線用超導材料，可避免電流熱效應帶來的能耗，從而提高電動機制輸出效率，所以A符合題意

(3)[3]由題意知，A、B段輸電導線的電阻

R=10km×1Ω/km=10Ω

輸電10min節約的電能