Question

【题目】沙漠的沙子比热容小，太阳一晒温度就升高，沙漠表层的温度可以与空气或者地下2～3米差20℃。沙漠里大面积的温度差如果配合上温差发电组件就可以得到电力。为了探究这种发电技术，小明买来了一片半导体温差发电组件(如图甲所示)进行探究。他取来热得快、金属杯、散热片、电流表、电压表、定值电阻各一个，导线若干，在金属杯中盛多半杯水，将温差发电片用导热胶固定在杯底，A面向上，B面固定散热片，组成如图乙所示的电路。接通热得快的电源，每隔2分钟记录一次电流表和电压表的示数，加热到12min时水沸腾。记录结果如表所示。

时间t／min	0	2	4	6	8	10	12	14	16
电压U／V	0	0	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.5	1.5
电流I／A	0	0	0.02	0.04	0.06	0.08	0.1	0.1	0.1

①小明所用的定值电阻为________Ω，当水沸腾时，温差发电片输出的电功率为________W。

②总结小明实验所得出的规律。

③若用上述温差发电片制作温差发电机，它的A面应该处于________(“高温”或“低温”)端，温差发电片是将________能转化成________能的装置。

④小明认为，设法把温差发电片的A面处于保温瓶中，B面处在空气中，这个装置就可以源源不断地向外供电，这种说法正确吗？说说你的道理。

Answer 1

【答案】①15 0.15 ②温差发电片的输出电压与两面的温度差有关，温度差越大，输出电压就越大。③高温 内 电 ④不正确，因为它违背了能量守恒定律。

【解析】①取一组数据：如加热至10min时的电压与电流值分别为U＝1.2V、I＝0.08A。计算电阻的阻值Ω。观察表中的数据可知，当水沸腾时，温差发电片两面的温度差基本不变，它输出的电压及电路中的电流也不变，电功率P＝UI＝1.5V×0.1A＝0.15W。②随着时间的变化，在水沸腾前，金属杯中水的温度越来越高，温差发电片两面的温度差也会越来越大，从表中数据可以看出，它的输出电压也越来越大。当水沸腾后，杯中水温度不变，使得温差发电片两面的温度差也不变，此时它的输出电压也不再发生变化。由此可知，温差发电片的输出电压与两面的温度差有关，温度差越大，输出电压就越大。③小明实验时，把温差发电片的A面与金属杯底接触，B面与散热片接触，因此它在发电时A片应该处在温度较高的一端。显然，发电片消耗的是内能，得到的是电能，它是把内能转化成电能的装置。④小明的想法是错误的，因为它违背了能量守恒定律。事实上，温差发电片发电时，它的两面的温度差将会不断变小，消耗了内能，得到了电能。