Question

14．熱電偶發(fā)電
公元1821年，德國物理學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象：把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計(jì)串聯(lián)成閉合電路，然后把銅絲和鐵絲的一個(gè)連接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫；另一個(gè)連接點(diǎn)放在火焰上加熱．發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，這一現(xiàn)象表明這時(shí)閉合電路中產(chǎn)生了電流．塞貝克把這種電流叫做“熱電流”，把這電路叫“熱電偶電路”，如圖所示．進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明：熱電偶電路中電流的大小跟相互連接的兩種金屬絲的性質(zhì)以及接點(diǎn)D和G間的溫度差有關(guān)．下表給出了通過實(shí)驗(yàn)測得的某合金熱電偶電路中電流大小與溫度差關(guān)系的一組數(shù)據(jù)．

兩接點(diǎn)間的溫差/℃	0	1	100	200	300	500
電路中的電流/10-1A	0.00	0.01	0.64	1.42	2.29	4.17

請根據(jù)以上資料數(shù)據(jù)說明：
（1）這樣的熱電偶實(shí)際上是一個(gè)電源，它是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能．
（2）在熱電偶電路中，產(chǎn)生熱電流的條件是：電路是由不同材料的導(dǎo)體組成的閉合電路，在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在著溫度差．
（3）請你猜想一下熱電偶發(fā)電的發(fā)電原因是溫度影響金屬導(dǎo)體中自由電子的運(yùn)動(dòng)情況．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合題干中的描述，看這一電源在工作時(shí)消耗了什么能，獲得了什么能，并做出判斷；
（2）由材料中可得出電路的組成材料，以及產(chǎn)生熱電流的條件；
（3）由題意可知，當(dāng)溫度不同時(shí)，產(chǎn)生的電流的大小也不相同，故溫度與電流有關(guān)．

解答 解：（1）由題意可知，把銅絲和鐵絲的一個(gè)連接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，另一個(gè)連接點(diǎn)放在火焰上加熱，才會(huì)產(chǎn)生“熱電流”，因此，熱電偶電源工作時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）由材料描述可知，在熱電偶電路中，產(chǎn)生熱電流的條件是：電路是由不同材料的導(dǎo)體（如銅和鐵）組成的閉合電路，且在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間要存在著溫度差．
（3）把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計(jì)串聯(lián)成閉合電路，然后把銅絲和鐵絲的一個(gè)連接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫；另一個(gè)連接點(diǎn)放在火焰上加熱；發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，這一現(xiàn)象表明這時(shí)閉合電路中產(chǎn)生了電流，因?yàn)閮烧叩臏囟炔煌�，溫度影響金屬�?dǎo)體中自由電子的運(yùn)動(dòng)情況，所以才產(chǎn)生了電流．
故答案為：（1）電；（2）不同；溫度差；（3）溫度影響金屬導(dǎo)體中自由電子的運(yùn)動(dòng)情況．

點(diǎn)評 認(rèn)真閱讀材料，能從中找出相關(guān)的信息，是正確回答問題的關(guān)鍵．要知道熱電偶電源的能量轉(zhuǎn)化，以及產(chǎn)生熱電流的條件，這是我們掌握的重點(diǎn)．