2022年新課標(biāo)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

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1、溫差電現(xiàn)象 2022年新課標(biāo)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(dǎo)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(dǎo)體組成的上述裝置稱為溫差電偶,這是法國科學(xué)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(jié)點溫度有關(guān),與兩結(jié)點之間導(dǎo)線的溫度無關(guān)。(2)中間金屬規(guī)律,即由A 、B導(dǎo)體接觸形成的溫差電動勢與兩結(jié)點之間是否接入第三種金屬C無關(guān),如圖所示,只要(a)﹑(b)圖

2、中的兩結(jié)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(guān)。當(dāng)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(guān)系,,也可以寫為,為一常量。 實驗原理: 實際在工業(yè)技術(shù)應(yīng)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(jié)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(jié)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(shè)將結(jié)點2的溫度近似地維持在

3、一個恒定值,可以把這個結(jié)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(jié)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(guān)系。 實驗原理圖 實驗?zāi)康模? 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(dǎo)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(dāng)?shù)淖詠硭?,?/p>

4、玻璃杯2中加入適當(dāng)?shù)臒崴?,將兩個結(jié)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(dǎo)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(dāng)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(guān)系圖象。 也可以把微電流傳感器的接線夾直接接在與銅導(dǎo)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。

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