《2025年同步测控优化设计九年级物理全一册人教版》

- 典例分析3(2024·江苏扬州中考)温差发电技术是绿色环保的发电技术,利用热电转换材料和两块金属板可制成简易的温差发电装置。如图所示,将发电装置的一块金属板放在室温的冷水中,用火焰加热另一块金属板,观察到与热电转换材料连接的LED小灯珠发光。

小明想利用此装置探究发电的电压与温度的关系,对此装置做了适当的改进：将LED小灯珠拆下,换成数字电压表接入电路；撤去蜡烛,将上端金属板A浸入热水中,用温度计每隔一段时间测量一次冷、热水的温度。测得数据如表所示。

改变热源的目的是便于准确记录温度。
分析表格数据,当时的室温是20.6℃。
要提高发电电压可采取的办法是提高热水的温度、降低室温(针对不同影响因素各写1条)。
我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下可以产生$2×10⁻^2V$的电压,输出功率为$1×10⁻^6W,$则输出电流为$5×10^{-5}$A。

答案： 【典例分析3】
(1)①便于准确记录温度 ②20.6 ③提高热水的温度 降低室温
(2)$5×10^{-5}$
解析
(1)①探究发电的电压与温度的关系,需要记录不同温度差下的电压表示数,若用蜡烛加热金属板,则金属板的温度不易测量,且温度不易控制,从而难以得到温度差,故撤去蜡烛,将上端金属板A浸入热水中,用温度计每隔一段时间测量冷、热水的温度,从而得到温度差。②由表格数据可知,冷水温度$t_{2}=t_{1}-\Delta t=84.7\ ^{\circ}C-64.1\ ^{\circ}C=\cdots=68.4\ ^{\circ}C-47.8\ ^{\circ}C=20.6\ ^{\circ}C$,即水在室温下的温度,因此当时的室温是$20.6\ ^{\circ}C$。③分析表格数据可知,冷热水温差越大,发电的电压越高,因此要提高发电电压,可以增大温度差,即提高热水的温度或者降低室温。
(2)根据$P=UI$得输出电流$I=\frac{P}{U}=\frac{1×10^{-6}\ W}{2×10^{-2}\ V}=5×10^{-5}\ A$。