Question

1821年，德國物理學家塞貝克發現了一種奇怪的現象：把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計串聯成閉合電路，然后把銅絲和鐵絲的一個連接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫：另一個連接點放在火焰上加熱．發現靈敏電流計的指針發生丁偏轉，這一現象表明這時閉臺電路中產生了電流．塞貝克把這種電流叫做“熱電流”．把這一電路叫“熱電偶電路”． 某研究小組的同學們按如圖7所示的電路，模擬塞貝克實驗，探究了決定“熱電流”大小的因素．通過實驗測得了電流的大小與溫差關系的一組數據：

兩接點間的溫差/℃	0	1	100	200	300	500
電路中的電流/10-1A	0.00	0.01	0.64	1.42	2.29	4.17

請根據以上資料數據說明：
（1）產生熱電流的條件是什么？
（2）根據熱電流的特點，猜想并寫出熱電偶電路的一種應用．

Answer 1

分析：（1）本題中所描述的“熱電偶電路”有著奇怪的原理，同時卻有著較為簡單的結構，從結構看，必須有兩種不同的金屬導線相串聯，再分別在連接點之間有溫度差，便可得到熱電流；
（2）既然是通過溫度差來獲得熱電流，我們可以設想從這一角度，通過改變溫度差來獲得不同的電流，而此時電流的大小直接受溫度差大小的影響，從而可制成間接測量溫度的裝置．

解答：解：
（1）由題意可知，組成“熱電偶電路”的是兩種不同的金屬絲形成閉合電路，且通過表中的數據可以看出，只有兩接點間有溫度差時，電路中才有熱電流，而且溫度差越大，電流也越大．據此可得出，產生熱電流的條件是：用不同金屬絲組成閉合回路；兩連接點之間有溫度差；
（2）根據熱電流的特點及產生條件可知，電流的大小直接反映了兩接點間溫度差的大小，因此，我們可以從中得到啟示：可將電流表改裝成溫度計，控制兩接點中的一個點的溫度不變，將另一個點的溫度作為被測溫度，即可通過電表反映出其溫度值的大小．即其可行的應用為：可制成溫度計．
答：
（1）用不同金屬絲組成閉合回路；兩連接點之間有溫度差；
（2）制成溫度計．（將圖中的G端焊接在一起作為熱電偶的測量端放到被測溫度t處，保持D端接點溫度t₀穩定，并將靈敏電流表盤按溫度刻度．即可用來測溫度）

點評：本題的原理較為奇怪和深奧，是同學們較難理解的，但從對這一原理的介紹來看，此裝置的結構并不復雜，而且相關的條件也只有兩個，即用不同金屬絲組成閉合回路和兩連接點之間有溫度差；因此，結合描述和插圖進行分析，我們完全有能力解決本題中的兩個問題．