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热电效应

1821年,德国物理学家塞贝克发现在两种不同的金属所组成的闭合回路中,当两接触处的温度不同时,回路中会产生电流,称为“塞贝克效应”。其基本情况可用如图甲所示热电偶电路实验来描述:把1根铁丝的两端分别与2根铜丝相连接,再与一只小量程的电流表串联成闭合电路,然后把铜、铁丝的一个接点D放在盛有冰水混合物的杯中,另一个接点G用火焰加热时,发现电流表的指针会发生偏转,闭合电路中会产生电流。

1834年,法国实验科学家珀尔帖又发现了它的相反情况:两种不同的金属构成闭合回路,当回路中通有直流电流时,两个接头的温度不同,一个接头温度会升高,另一个接头温度会降低,从而产生温差,称为“珀尔帖效应”。1837年,俄国物理学家愣次又发现,改变电流方向后,原来温度升高的接头变成温度降低,而温度降低的接点变成升温。

根据上述原理可以制作出一种电子制冷箱,其结构可简化为:将P型半导体与N型半导体用铜板连接,再用导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,为了取得更好的效果,实际的电子制冷箱是把多对PN型半导体连接起来的(如图乙)。在回路中接通电流后,一个接点变冷(箱内部),另一个接头散热(箱外部)。

1)图甲中的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由_________能转化而来的;

2)电子制冷箱是根据_________效应原理工作的,使用_______(直流/交流)电源供电;

3)如果想利用上述电子制冷箱来制热,最简便的方法是_______

4)在图乙中多对P N型半导体对是_______ (串联/并联)连接的。

 

内 珀尔帖 直流 改变电流的方向 串联 【解析】 (1)[1]由材料可知,热电偶消耗了内能,转化成了电能,热电偶的电能是由内能转化来的; (2)[2][3]由材料可知,电子制冷箱是根据珀尔帖效应原理工作的;在回路中接通电流后,一个接点变冷(箱内部),另一个接头散热(箱外部),说明通过电子制冷箱的电流的方向不变,使用直流电源供电; (3)[4]如果想利用上述电子制冷箱来制热,可以改变通过用电器的电流的方向; (4)[5]由题意可知,电路中只有一个回路,因此多对PN型半导体对是串联连接的。  
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