專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)115 年第 52 題單選題
有關超導磁體線圈的敘述,下列何者最不適當?
A超導線圈在臨界溫度下幾乎沒有任何電阻
B在常溫下,超導線圈材質(NbTi)比銅導線的電阻低正確答案
C超導線圈的電阻,超過臨界溫度後會隨著溫度增加而增加
D超導線圈的材質不同,臨界溫度也不同
B正確答案
超導材料僅在極低溫(臨界溫度以下)電阻才為零,常溫下NbTi電阻比銅高。
為什麼答案是 B
敘述錯誤。NbTi在常溫下為一般金屬,其電阻率比銅高,僅在極低溫下才具超導性。
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完整詳解
Pro · 無限重點 超導材料僅在極低溫(臨界溫度以下)電阻才為零,常溫下NbTi電阻比銅高。
超導體常溫下就是普通金屬,NbTi常溫電阻比良導體銅高,秒選B。
逐選項分析
A✕
敘述正確。超導材料在低於臨界溫度時,電阻會降為零,無能量損耗。
B✓ 正確
敘述錯誤。NbTi在常溫下為一般金屬,其電阻率比銅高,僅在極低溫下才具超導性。
C✕
敘述正確。超過臨界溫度後,材料恢復常態金屬特性,電阻隨溫度上升而增加。
D✕
敘述正確。不同超導材料(如NbTi、Nb3Sn)具有各自特定的臨界溫度。
超導材料與常態金屬特性比較
| 特性 | 超導態 (低於臨界溫度) | 常態 (高於臨界溫度/常溫) |
|---|
| 電阻 | 零 (無電阻) | 大於零 (隨溫度升高而增加) |
| NbTi vs 銅 | 兩者皆為零電阻 | NbTi 電阻大於銅 |
| 臨界溫度 (Tc) | 依材質而異 (如 NbTi 約 9K) | 不適用 |
考生易誤以為超導材料永遠是超導體,忘記其在常溫下只是一般金屬。NbTi在常溫下的電阻其實比優良導體銅還要高,切勿將低溫特性套用於常溫。