Question

14．热电偶发电
公元1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温；另一个连接点放在火焰上加热．发现灵敏电流计的指针发生了偏转，这一现象表明这时闭合电路中产生了电流．塞贝克把这种电流叫做“热电流”，把这电路叫“热电偶电路”，如图所示．进一步的实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的性质以及接点D和G间的温度差有关．下表给出了通过实验测得的某合金热电偶电路中电流大小与温度差关系的一组数据．

两接点间的温差/℃	0	1	100	200	300	500
电路中的电流/10-1A	0.00	0.01	0.64	1.42	2.29	4.17

请根据以上资料数据说明：
（1）这样的热电偶实际上是一个电源，它是把内能转化为电能．
（2）在热电偶电路中，产生热电流的条件是：电路是由不同材料的导体组成的闭合电路，在两个节点之间存在着温度差．
（3）请你猜想一下热电偶发电的发电原因是温度影响金属导体中自由电子的运动情况．

Answer 1

分析 （1）结合题干中的描述，看这一电源在工作时消耗了什么能，获得了什么能，并做出判断；
（2）由材料中可得出电路的组成材料，以及产生热电流的条件；
（3）由题意可知，当温度不同时，产生的电流的大小也不相同，故温度与电流有关．

解答 解：（1）由题意可知，把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个连接点放在火焰上加热，才会产生“热电流”，因此，热电偶电源工作时将内能转化为电能；
（2）由材料描述可知，在热电偶电路中，产生热电流的条件是：电路是由不同材料的导体（如铜和铁）组成的闭合电路，且在两个节点之间要存在着温度差．
（3）把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温；另一个连接点放在火焰上加热；发现灵敏电流计的指针发生了偏转，这一现象表明这时闭合电路中产生了电流，因为两者的温度不同，温度影响金属导体中自由电子的运动情况，所以才产生了电流．
故答案为：（1）电；（2）不同；温度差；（3）温度影响金属导体中自由电子的运动情况．

点评 认真阅读材料，能从中找出相关的信息，是正确回答问题的关键．要知道热电偶电源的能量转化，以及产生热电流的条件，这是我们掌握的重点．