Question

【题目】阅读《压电陶瓷》回答问题

压电陶瓷

1880年，居里兄弟首先发现电气石的压电效应，从此开始了压电学的历史。压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料，已被广泛应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等。

压电陶瓷最大的特性是具有压电性，包括正压电性和逆压电性。正压电性是指某些电介质在机械外力作用下，介质内部正负电荷中心发生相对偏移而引起极化，从而导致电介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。当给陶瓷片施加一外界压力F时，片的两端会出现放电现象；相反加以拉力F时会出现充电现象。这种机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。如图（甲）所示。

另外，压电陶瓷具有自发极化的性质，而自发极化可以在外加电压的作用下发生转变。因此当给具有压电性的电介质加上外电压时会发生如图（乙）所示的变化，压电陶瓷会有变形。压电陶瓷之所以会有变形，是因为当加上与自发极化相同的外电压时，相当于增强了极化强度。极化强度的增大使压电陶瓷片沿极化方向伸长。相反, 如果加反向电压,则陶瓷片沿极化方向缩短。这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应。

压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。

声音转换器是最常见的应用之一。像传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探测仪等都可以用压电陶瓷做声音转换器。如儿童玩具上的蜂鸣器就是电流通过压电陶瓷的逆压电效应产生振动，而发出人耳可以听得到的声音。

煤气灶上用的一种新式电子打火机，就是利用压电陶瓷制成的。只要用手指压一下打火按钮，打火机上的压电陶瓷就能产生高电压，形成电火花而点燃煤气，可以长久使用。所以压电打火机不仅使用方便，安全可靠，而且寿命长，例如一种钛铅酸铅压电陶瓷制成的打火机可使用100万次以上。

在海战中，潜艇能长期在海下潜航，神不知鬼不觉地偷袭港口、舰艇，使敌方大伤脑筋。如何寻找敌潜艇？靠眼睛不行，用雷达也不行，因为电磁波在海水里会急剧衰减，不能有效地传递信号，探测潜艇靠的是声呐——水下耳朵。压电陶瓷就是制造声纳的材料，它发出超声波，遇到潜艇便反射回来，被接收后经过处理，就可测出敌潜艇的方位、距离等。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）压电效应实现了_________能与电能之间的相互转化；

（2）文中提到的煤气灶上一种新式电子打火机利用了________压电效应（选填“正”或“逆”）；

（3）通过阅读文中信息，以下不属于压电效应应用的是_______。（选填选项前的字母）

A．蜂鸣器 B．声呐 C．地震探测仪 D．LED灯

Answer 1

【答案】 机械 正 D

【解析】（1）根据题意，压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的陶瓷材料，所以压电效应实现了机械能与电能之间的相互转化；

（2）文中提到：机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。

煤气灶上新式电子打火机就是由机械外力的作用，最终转变成的电能，所以用了正压电效应；

（3）根据文中信息：利用压电效应，提成声音转换器是最常见的应用之一。像传声器、耳机、蜂鸣器、超声波探测仪、地震探测仪等都可以用压电陶瓷做成，而LED灯是半导体材料的应用，故选D。

答案： (1). 机械 (2). 正 (3). D