Question

14．熱電偶發(fā)電
公元1821年，德國物理學家塞貝克發(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串聯(lián)成閉合電路，然后把銅絲和鐵絲的一個連接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫；另一個連接點放在火焰上加熱．發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針發(fā)生了偏轉，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”，把這電路叫“熱電偶電路”，如圖所示．進一步的實驗表明：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以及接點D和G間的溫度差有關．下表給出了通過實驗測得的某合金熱電偶電路中電流大小與溫度差關系的一組數(shù)據(jù)．

兩接點間的溫差/℃	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）這樣的熱電偶實際上是一個電源，它是把內能轉化為電能．
（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體組成的閉合電路，在兩個節(jié)點之間存在著溫度差．
（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體中自由電子的運動情況．

Answer 1

分析 （1）結合題干中的描述，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）由題意可知，當溫度不同時，產(chǎn)生的電流的大小也不相同，故溫度與電流有關．

解答 解：（1）由題意可知，把銅絲和鐵絲的一個連接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫，另一個連接點放在火焰上加熱，才會產(chǎn)生“熱電流”，因此，熱電偶電源工作時將內能轉化為電能；
（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體（如銅和鐵）組成的閉合電路，且在兩個節(jié)點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串聯(lián)成閉合電路，然后把銅絲和鐵絲的一個連接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫；另一個連接點放在火焰上加熱；發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針發(fā)生了偏轉，這一現(xiàn)象表明這時閉合電路中產(chǎn)生了電流，因為兩者的溫度不同，溫度影響金屬導體中自由電子的運動情況，所以才產(chǎn)生了電流．
故答案為：（1）電；（2）不同；溫度差；（3）溫度影響金屬導體中自由電子的運動情況．

點評 認真閱讀材料，能從中找出相關的信息，是正確回答問題的關鍵．要知道熱電偶電源的能量轉化，以及產(chǎn)生熱電流的條件，這是我們掌握的重點．