Question

2．閱讀材料后，回答下面問題：1821年，德國物理學(xué)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連接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，另一個連接點(diǎn)放在火焰上保持高溫，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”，把這一電路叫“熱電偶電路”．這種現(xiàn)象稱為溫差電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)．
有一種小型電熱式燒制爐應(yīng)用了熱電偶式溫度計(jì)對爐內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測．圖甲是監(jiān)測爐內(nèi)溫度的工作示意圖．熱電偶式溫度計(jì)的原理如圖乙所示，兩種不同的導(dǎo)體（如鉑、鎳）各取一端接在一起作為熱點(diǎn)（J₁點(diǎn)）放在高溫處，另一端作為冷點(diǎn)（J₂點(diǎn)）放在低溫處，在低溫處的A、B兩點(diǎn)之間就會存在一定的電壓，這就是熱電偶．已知熱電偶的電壓與J₁、J₂兩點(diǎn)間的溫度差成正比．因此，若已知冷點(diǎn)J₂的溫度，就可以通過接在A、B兩點(diǎn)間電壓表的讀數(shù)確定熱點(diǎn)J₁的溫度．

（1）這樣的熱電偶實(shí)際上是一個電源，它是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能．
（2）塞貝克效應(yīng)中產(chǎn)生“熱電流”的條件是：電路是由不同（填“相同”或“不同”）材料的導(dǎo)體組成的閉合電路，在兩個節(jié)點(diǎn)之間存在著溫度差；
（3）已知鉑、鎳熱電偶式溫度計(jì)熱、冷兩點(diǎn)間的溫度差為100℃時，產(chǎn)生的電壓為1.5mV．那么，當(dāng)冷點(diǎn)溫度為20℃、電壓表的示數(shù)為12mV時，爐內(nèi)對應(yīng)的溫度是820℃．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合題干中的描述，看這一電源在工作時消耗了什么能，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）根據(jù)“熱電偶的電壓與J₁、J₂兩點(diǎn)間的溫度差成正比”計(jì)算爐內(nèi)對應(yīng)的溫度．

解答 解：（1）由題意可知，把銅絲和鐵絲的一個連接點(diǎn)放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，另一個連接點(diǎn)放在火焰上加熱，才會產(chǎn)生“熱電流”，因此，熱電偶電源工作時將內(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，且在兩個節(jié)點(diǎn)之間要存在著溫度差．
（3）因?yàn)闊犭娕嫉碾妷号cJ₁、J₂兩點(diǎn)間的溫度差成正比，設(shè)高溫處溫度為t，
所以$\frac{1.5mV}{12mV}$=$\frac{100℃}{t-20℃}$，
解得t=820℃
故答案為：（1）內(nèi)；電；（2）不同；溫度差；（3）820．

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)．