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4.（2024·盐城大丰期末）阅读短文，回答问题。
热电偶
用两种不同材料的导体（如铁丝和铜丝）组成如图甲所示的闭合回路，当A、B两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应（又叫热电效应），这种电路叫热电偶电路。热电偶所产生的热电压由接触电压$U_{\mathrm{接触}}$和温差电压$U_{\mathrm{温差}}$两部分组成。实验表明：热电偶电路中电流的大小与相互连接的两种金属丝的材料有关，且与接点A和B间的温差大小有关。实验测得某热电偶电路中的电流大小与接点温差的数据如表所示：
（1）以下材料组合中，可以制作热电偶电路的是
A. 玻璃片、铝薄片
B. 玻璃片、玻璃片
C. 铝薄片、锌薄片
D. 锌薄片、锌薄片
（2）将图甲中连接点A与恒温物体接触，连接点B与被测物体接触，将电流表的示数标注为温度示数，改装成温度计。该温度计的温度刻度分布
（3）结合表中的数据分布特征推算：当接点温差为$400\ \ °\mathrm{C}$时，电路中的电流为
A. 326 mA
B. 340 mA
C. 350 mA
D. 360 mA
（4）如图乙所示，热电偶的温差电压与$J_{1}$、$J_{2}$两点间的温度差成正比。当热、冷两点间的温度差为$100\ \ °\mathrm{C}$时，产生的电压为1.5 mV；若低温处$J_{2}$的温度为$-10\ \ °\mathrm{C}$，热、冷两点间产生的温差电压为15 mV，则高温处的温度
热电偶
用两种不同材料的导体（如铁丝和铜丝）组成如图甲所示的闭合回路，当A、B两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应（又叫热电效应），这种电路叫热电偶电路。热电偶所产生的热电压由接触电压$U_{\mathrm{接触}}$和温差电压$U_{\mathrm{温差}}$两部分组成。实验表明：热电偶电路中电流的大小与相互连接的两种金属丝的材料有关，且与接点A和B间的温差大小有关。实验测得某热电偶电路中的电流大小与接点温差的数据如表所示：
（1）以下材料组合中，可以制作热电偶电路的是
C
。A. 玻璃片、铝薄片
B. 玻璃片、玻璃片
C. 铝薄片、锌薄片
D. 锌薄片、锌薄片
（2）将图甲中连接点A与恒温物体接触，连接点B与被测物体接触，将电流表的示数标注为温度示数，改装成温度计。该温度计的温度刻度分布
不均匀
（填“均匀”或“不均匀”）。（3）结合表中的数据分布特征推算：当接点温差为$400\ \ °\mathrm{C}$时，电路中的电流为
B
。A. 326 mA
B. 340 mA
C. 350 mA
D. 360 mA
（4）如图乙所示，热电偶的温差电压与$J_{1}$、$J_{2}$两点间的温度差成正比。当热、冷两点间的温度差为$100\ \ °\mathrm{C}$时，产生的电压为1.5 mV；若低温处$J_{2}$的温度为$-10\ \ °\mathrm{C}$，热、冷两点间产生的温差电压为15 mV，则高温处的温度
990
$°\mathrm{C}$。答案
4. (1) C (2) 不均匀 (3) B (4) 990
提示:(1)制作热电偶电路的材料应为不同材料的导体,故C正确。(2)由表中数据知,电流变化与接点温差变化不成正比,说明温度刻度分布不均匀。(3)电流变化量依次为64 mA-0 mA=64 mA,142 mA-64 mA=78 mA,234 mA-142 mA=92 mA,温度每变化100 ℃,电流变化量相差都为78 mA-64 mA=92 mA-78 mA=14 mA,当接点温差从300 ℃变为400 ℃时,电流变化量为92 mA+14 mA=106 mA,此时I=234 mA+106 mA=340 mA。
(4)热电偶的温差电压与$J_1$、$J_2$两点间的温差比值为$k=\dfrac{1.5\ \mathrm{mV}}{100\ °\mathrm{C}}=0.015\ \mathrm{mV/°C}$,当热、冷两点间产生的温差电压为15 mV,$J_1$、$J_2$两点间的温差为$\Delta t=\dfrac{15\ \mathrm{mV}}{0.015\ \mathrm{mV/°C}}=1\ 000\ °\mathrm{C}$,$t_{\mathrm{高}}=t_{\mathrm{低}}+\Delta t=-10\ °\mathrm{C}+1\ 000\ °\mathrm{C}=990\ °\mathrm{C}$。
提示:(1)制作热电偶电路的材料应为不同材料的导体,故C正确。(2)由表中数据知,电流变化与接点温差变化不成正比,说明温度刻度分布不均匀。(3)电流变化量依次为64 mA-0 mA=64 mA,142 mA-64 mA=78 mA,234 mA-142 mA=92 mA,温度每变化100 ℃,电流变化量相差都为78 mA-64 mA=92 mA-78 mA=14 mA,当接点温差从300 ℃变为400 ℃时,电流变化量为92 mA+14 mA=106 mA,此时I=234 mA+106 mA=340 mA。
(4)热电偶的温差电压与$J_1$、$J_2$两点间的温差比值为$k=\dfrac{1.5\ \mathrm{mV}}{100\ °\mathrm{C}}=0.015\ \mathrm{mV/°C}$,当热、冷两点间产生的温差电压为15 mV,$J_1$、$J_2$两点间的温差为$\Delta t=\dfrac{15\ \mathrm{mV}}{0.015\ \mathrm{mV/°C}}=1\ 000\ °\mathrm{C}$,$t_{\mathrm{高}}=t_{\mathrm{低}}+\Delta t=-10\ °\mathrm{C}+1\ 000\ °\mathrm{C}=990\ °\mathrm{C}$。
解析
【分析】
本题围绕热电偶的热电效应展开，需结合题目给出的材料要求、实验数据规律及比例关系解题：
1. 第（1）题：根据热电偶电路的材料要求（两种不同材料的导体），逐一排查选项，排除不符合的材料类型；
2. 第（2）题：通过分析电流与接点温差的变化关系，判断是否成正比，进而确定温度刻度的分布特点；
3. 第（3）题：从实验数据中提取每100℃温差对应的电流变化量，找出变化量的递增规律，推算400℃时的电流值；
4. 第（4）题：先计算温差电压与温度差的比例系数，再结合给定的温差电压求出总温差，最后结合低温温度算出高温温度。
【解析】
（1）制作热电偶电路的材料需为不同材料的导体：A选项中玻璃片是绝缘体，不符合要求；B、D选项为同种材料，不符合“两种不同材料”的条件；C选项铝薄片和锌薄片是不同材料的导体，符合要求，故选C。
（2）由实验数据可知，电流随接点温差的变化不成正比，因此改装成的温度计温度刻度分布不均匀。
（3）分析实验数据：温差每增加100℃，电流变化量依次为64mA（0℃→100℃）、78mA（100℃→200℃）、92mA（200℃→300℃），电流变化量每次递增14mA；则300℃→400℃时电流变化量为92mA+14mA=106mA，因此400℃时电流为234mA+106mA=340mA，选B。
（4）计算温差电压与温度差的比例系数：k=1.5mV/100℃=0.015mV/℃；当温差电压为15mV时，总温差Δt=15mV÷0.015mV/℃=1000℃；高温处温度t高=低温温度+总温差=-10℃+1000℃=990℃。
【答案】
(1)C (2)不均匀 (3)B (4)990
【知识点】
热电效应、电流与温差的关系、比例计算
【点评】
本题结合实际应用考查物理知识，需学生准确提取题目信息，分析实验数据规律，掌握比例运算方法，整体难度适中，适合期末检测学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕热电偶的热电效应展开，需结合题目给出的材料要求、实验数据规律及比例关系解题：
1. 第（1）题：根据热电偶电路的材料要求（两种不同材料的导体），逐一排查选项，排除不符合的材料类型；
2. 第（2）题：通过分析电流与接点温差的变化关系，判断是否成正比，进而确定温度刻度的分布特点；
3. 第（3）题：从实验数据中提取每100℃温差对应的电流变化量，找出变化量的递增规律，推算400℃时的电流值；
4. 第（4）题：先计算温差电压与温度差的比例系数，再结合给定的温差电压求出总温差，最后结合低温温度算出高温温度。
【解析】
（1）制作热电偶电路的材料需为不同材料的导体：A选项中玻璃片是绝缘体，不符合要求；B、D选项为同种材料，不符合“两种不同材料”的条件；C选项铝薄片和锌薄片是不同材料的导体，符合要求，故选C。
（2）由实验数据可知，电流随接点温差的变化不成正比，因此改装成的温度计温度刻度分布不均匀。
（3）分析实验数据：温差每增加100℃，电流变化量依次为64mA（0℃→100℃）、78mA（100℃→200℃）、92mA（200℃→300℃），电流变化量每次递增14mA；则300℃→400℃时电流变化量为92mA+14mA=106mA，因此400℃时电流为234mA+106mA=340mA，选B。
（4）计算温差电压与温度差的比例系数：k=1.5mV/100℃=0.015mV/℃；当温差电压为15mV时，总温差Δt=15mV÷0.015mV/℃=1000℃；高温处温度t高=低温温度+总温差=-10℃+1000℃=990℃。
【答案】
(1)C (2)不均匀 (3)B (4)990
【知识点】
热电效应、电流与温差的关系、比例计算
【点评】
本题结合实际应用考查物理知识，需学生准确提取题目信息，分析实验数据规律，掌握比例运算方法，整体难度适中，适合期末检测学生的综合应用能力。
【难度系数】
0.6
