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物理学是一门实验科学,让我们从实验上考虑这个问题。 电阻不是一个可以直接测量的物理量,中学物理使用伏安法通过直接读取电流和电压测电阻。超导实验室中测电阻的方法也与之类似。将待测样品磨成规则的薄长方体,使用类似电压表内接的方法连入电路。使用恒流源将恒定电流通过样品。由于样品尺寸只有约1mm,并且电阻率(即使在未进入超导的正常态)也不很大,所以电阻远小于电压表内阻,电压表内接的误差完全可以忽略。仪器使用样品两端的电压差除以电流即可得电阻。在超导态,样品两端的电压差在噪声等误差允许范围内为零。因此实验上就是使用欧姆定律测超导体电阻。 需要注意,理论上欧姆定律R=U/I可以视作电阻定义式,适用于任何物体。问题的困惑可能在于I=U/R在超导态没有意义,但这并不是规范表述的欧姆定律,电流的定义并不依赖电阻。
在这种情况下,我们需要使用其他的物理定律来描述超导材料中的电流行为。其中最常用的定律是“麦克斯韦-安培定律”或“欧姆定律的扩展”。
麦克斯韦-安培定律表述为:在一定的磁场强度下,超导材料的电流与其所受到的电场强度成正比,与其磁感应强度成正比。这个定律可以用来描述超导材料在磁场中的行为。
欧姆定律的扩展则是在原有欧姆定律的基础上,加入了磁场和电场之间的相互作用,以描述超导材料在电磁场中的行为。