2019-2020年新課標人教版1-2選修一第四章《能源的開發(fā)與利用》單元試題1.doc

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溫差電現(xiàn)象 2019-2020年新課標人教版1-2選修一第四章《能源的開發(fā)與利用》單元試題1 背景資料： 若將導體A和B的兩端相互緊密接觸組成環(huán)路，若在兩聯(lián)接處保持不同溫度與，則在環(huán)路中將由于溫度差而產(chǎn)生溫差電動勢，在環(huán)路中流過的電流稱為溫差電流，這種由兩種物理性質(zhì)均勻的導體組成的上述裝置稱為溫差電偶，這是法國科學家塞貝克于1821年發(fā)現(xiàn)的。后來發(fā)現(xiàn)，溫差電動勢還有如下兩個性質(zhì)：（1） 中間溫度規(guī)律，即溫差電動勢僅與兩結點溫度有關，與兩結點之間導線的溫度無關。（2）中間金屬規(guī)律，即由A 、B導體接觸形成的溫差電動勢與兩結點之間是否接入第三種金屬C無關，如圖所示，只要（a）﹑（b）圖中的兩結點溫度, 分別相等，則兩圖中的溫差電動勢也相等。 溫差電動勢 ，為溫差電動勢系數(shù)，取決于兩種金屬A、B的性質(zhì)，并與溫度有關。當溫度差不是太大時，發(fā)現(xiàn)可以近似地認為是個常數(shù)。金屬環(huán)路電線上的電阻隨溫度變化非常小，所以溫差電流與溫度差是線性的關系，，也可以寫為，為一常量。 實驗原理： 實際在工業(yè)技術應用中，常使用溫差熱電偶測量系統(tǒng)的溫度變化，在具體操作中，往往把其中的一個結點放在一個恒溫的容器或環(huán)境中，例如放置在冰水混合物中，而把另一個結點放在待測的區(qū)域，并對測到的溫差電動勢進行放大和處理，最后實現(xiàn)溫度測量或控制。在此次實驗中假設將結點2的溫度近似地維持在一個恒定值，可以把這個結點放入與周圍環(huán)境達到熱平衡狀態(tài)的水中，在相對比較短的時間內(nèi)，可以認為恒定不變。把另一個結點1放到熱水里面，同時用溫度傳感器測量水溫，在水的自然冷卻過程中，實現(xiàn)的連續(xù)變化，最后得到連續(xù)變化的溫差與溫差電流的關系。 實驗原理圖 實驗目的： 了解熱能直接轉(zhuǎn)化為電能的一種實現(xiàn)方式，理解能量轉(zhuǎn)化的概念。 實驗裝置： 計算機，數(shù)據(jù)采集器，溫度傳感器，微電流傳感器，鐵架臺，兩個玻璃水杯，兩種不同的金屬導線（例如，銅線和康銅絲）等。 實驗步驟： 1．把選取的兩種金屬線A，B按實驗原理圖連接在一起，然后在玻璃杯1中加入適當?shù)淖詠硭?，在玻璃?中加入適當?shù)臒崴?，將兩個結點分別放入水中； 2．將數(shù)據(jù)采集器與溫度傳感器、微電流傳感器連接，然后將數(shù)據(jù)采集器與計算機連接，進入“TriE iLab”數(shù)字化信息系統(tǒng)； 3．把微電流傳感器的兩個信號輸入端的導線短接，對微電流傳感器進行校零，然后把溫度傳感器的探頭放入玻璃杯1中，在校零窗口觀察溫度的讀數(shù)，最后將穩(wěn)定的溫度值記錄下來，作為環(huán)境溫度； 4．把溫度傳感器的探頭放入玻璃杯2中，用鐵架臺把溫度傳感器的探頭固定在水的中心，然后把微電流傳感器的輸入端與回路連接； 5．打開模板“溫差電現(xiàn)象”，在采集間隔和采集時間窗口輸入合適的數(shù)值，點擊開始按鈕，采集數(shù)據(jù)。 實驗數(shù)據(jù)記錄與分析： 這次實驗的環(huán)境溫度為，雖然溫度差沒有變?yōu)?，但是從這個趨勢來看，確實在一定范圍內(nèi)是成立的。 當然也可以在在玻璃杯1中放冰水化合物，然后使用冰水化合物對溫度傳感器進行較零，并在參數(shù)的環(huán)境溫度選項輸入0。 新DIS實驗 電流與溫度差的關系圖象。 也可以把微電流傳感器的接線夾直接接在與銅導線不同的金屬線兩端，一端放在冷水中，另一端放在熱水中，得到如下的圖象。 圖象的直線擬合線過原點，說明溫差電流與溫度差成正比。 注意：微電流傳感器的正極放熱水中，負極放冷水中，電流為正值，否則為負。