Question

【题目】半导体材料有P型半导体和N型半导体两种，除了可以用于各种电子元器件外，还可以用作制冷材料。如图是一个半导体制冷单元的原理图，P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接，下端分别与铜片B连接后接到直流电源的两端，此时电路的电路流方向是从N型半导体经铜片A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，铜片B会向空气放出热量；反之，改变直流电源的正负极方向，使电流方向从P型半导体经铜片A流向N型半导体，这时铜片A会向空气释放热量，铜片B会从空气吸收热量。由于半个制冷单元制冷量小，为了满足实际需要，需要多个制冷单元同时工作。

请回答下列问题

（1）如图所示，若要使一个电冰箱箱内的温度下降，铜片A置于电冰箱的_____，（选填“箱内”、“箱外”）；若将图中电源换成交流电源，此时电冰箱能否正常制冷？答：_____。

（2）若将图中P型半导体与N型半导体位置互换，其他条件不变，则铜片A上表面空气温度将_____。若将图中电源正负极互换，其他条件不变，则铜片B表面空气的温度将_____。（两空选填“升高、降低、不变”）

Answer 1

【答案】箱内否升高降低

【解析】

半导体二极管的特点单向通电性；通电后有一面是吸热（制冷），一面是散热（将吸的热量散掉），由于交流电源电压较大，且电流方向不断变化，不能直接使用；将图中P型半导体与N型半导体位置互换，这时电流方向从P型半导体铜片A流向N型半导体，这时铜片A会向空气释放热量，铜片B会从空气吸收热量；若将图中电源正负极互换，其他条件不变，电流方向从P型半导体铜片A流向N型半导体，这时铜片A会向空气释放热量，铜片B会从空气吸收热量。

（1）由电路的电路流方向是从N型半导体铜片A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，应置于冰箱的箱内，从冰箱内吸收热量，使电冰箱箱内的温度下降；铜片B会向空气放出热量，应置于冰箱的箱外，把从箱内吸收的热量散发掉，达到制冷的目的；
交流电源的电流方向是变化的，这样吸热和放热的状态就会不断改变，不能使吸热的部分恒定保持吸热状态，不能使放热的地方恒定保持放热状态；
（2）将图中P型半导体与N型半导体位置互换，这时电流方向从P型半导体铜片A流向N型半导体，这时铜片A会向空气释放热量，使得铜片A上表面空气的温度升高；
若将图中电源正负极互换，其他条件不变，电流方向从P型半导体铜片A流向N型半导体，这时铜片A会向空气释放热量，铜片B会从空气吸收热量，铜片B表面空气的热量由于被吸收而降低。

故答案为：（1）箱内；否；（2）升高；降低。