11.阅读短文,回答问题。
温差电池
1821年,科学家塞贝克发现:把两种不同的金属导线连接成闭合电路,如果把导线的两个连接点分别放在温度不同的两个环境中,电路中就会有电流产生。这种现象称为塞贝克效应。如图所示,两种金属导线A、B连接成金属环,1、2为两个连接点,连接点1处环境温度高,连接点2处环境温度低,在金属环中产生了顺时针方向的电流。不同属性的两种金属才会产生塞贝克效应,同种金属不会产生,根据塞贝克效应可以制成温差电池。
温差电池产生的电压和温差有什么关系呢?将一块某种材料的金属板放在温度始终为$20° \mathrm{C}$的冷水中,另外一种材料的金属板放在热水中,在两块金属板之间接电压表。用温度计每隔一段时间测量热水的温度,测得的数据如下表所示。


(1)塞贝克效应中,
(2)如果图中连接点1改为低温环境,连接点2改为高温环境,则电路中的电流方向为
(3)从表中的数据可以看出:温差越大,产生的电压越
(4)根据表中的数据,电压表的示数为$3\ \mathrm{mV}$时,热水的温度约为
温差电池
1821年,科学家塞贝克发现:把两种不同的金属导线连接成闭合电路,如果把导线的两个连接点分别放在温度不同的两个环境中,电路中就会有电流产生。这种现象称为塞贝克效应。如图所示,两种金属导线A、B连接成金属环,1、2为两个连接点,连接点1处环境温度高,连接点2处环境温度低,在金属环中产生了顺时针方向的电流。不同属性的两种金属才会产生塞贝克效应,同种金属不会产生,根据塞贝克效应可以制成温差电池。
温差电池产生的电压和温差有什么关系呢?将一块某种材料的金属板放在温度始终为$20° \mathrm{C}$的冷水中,另外一种材料的金属板放在热水中,在两块金属板之间接电压表。用温度计每隔一段时间测量热水的温度,测得的数据如下表所示。
(1)塞贝克效应中,
内
能转化为电能。(2)如果图中连接点1改为低温环境,连接点2改为高温环境,则电路中的电流方向为
逆时针
。(3)从表中的数据可以看出:温差越大,产生的电压越
高
。(4)根据表中的数据,电压表的示数为$3\ \mathrm{mV}$时,热水的温度约为
75
$° \mathrm{C}$。答案
11.(1)内
(2)逆时针
(3)高
(4)75
(2)逆时针
(3)高
(4)75
解析
【分析】
本题为信息给予题,需结合短文内容和表格数据逐一分析各问题:
1. 第(1)问:塞贝克效应依靠温度差产生电流,温度差对应内能,据此判断能量转化类型;
2. 第(2)问:根据原电流方向,改变两个连接点的温度高低,分析电流方向的变化规律;
3. 第(3)问:对比表格中温差(热水温度-冷水温度20℃)和电压的数值,总结两者的关系;
4. 第(4)问:根据表格中电压与热水温度的对应关系,通过数据分析得出电压为3mV时的热水温度。
【解析】
(1) 塞贝克效应中,电路因温度差产生电流,温度差对应的能量是内能,因此内能转化为电能;
(2) 原连接点1为高温时电流顺时针,若将连接点1改为低温、连接点2改为高温,温度差的方向改变,电路中电流方向反向,即逆时针;
(3) 由表格数据可知:热水温度越高,与冷水(20℃)的温差越大,对应的电压越高,因此温差越大,产生的电压越高;
(4) 根据表格中电压与热水温度的线性对应关系,通过数据分析可得,电压为3mV时,热水温度约为75℃。
【答案】
(1)内;(2)逆时针;(3)高;(4)75
【知识点】
能量转化、电流方向、数据分析
【点评】
本题属于信息类题目,重点考查学生从短文和表格中提取有效信息,并结合物理知识解决问题的能力,难度适中,需仔细分析数据间的关联。
【难度系数】
0.6
本题为信息给予题,需结合短文内容和表格数据逐一分析各问题:
1. 第(1)问:塞贝克效应依靠温度差产生电流,温度差对应内能,据此判断能量转化类型;
2. 第(2)问:根据原电流方向,改变两个连接点的温度高低,分析电流方向的变化规律;
3. 第(3)问:对比表格中温差(热水温度-冷水温度20℃)和电压的数值,总结两者的关系;
4. 第(4)问:根据表格中电压与热水温度的对应关系,通过数据分析得出电压为3mV时的热水温度。
【解析】
(1) 塞贝克效应中,电路因温度差产生电流,温度差对应的能量是内能,因此内能转化为电能;
(2) 原连接点1为高温时电流顺时针,若将连接点1改为低温、连接点2改为高温,温度差的方向改变,电路中电流方向反向,即逆时针;
(3) 由表格数据可知:热水温度越高,与冷水(20℃)的温差越大,对应的电压越高,因此温差越大,产生的电压越高;
(4) 根据表格中电压与热水温度的线性对应关系,通过数据分析可得,电压为3mV时,热水温度约为75℃。
【答案】
(1)内;(2)逆时针;(3)高;(4)75
【知识点】
能量转化、电流方向、数据分析
【点评】
本题属于信息类题目,重点考查学生从短文和表格中提取有效信息,并结合物理知识解决问题的能力,难度适中,需仔细分析数据间的关联。
【难度系数】
0.6
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