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题型:科普阅读题 难度:0.65 引用次数:101 题号:21112036
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半导体温差发电技术


半导体温差发电的基本原理是塞贝克(Seebeck)效应,即处在温差环境中的两种金属导体(或半导体)相互接触时,接触面上的电子从高浓度向低浓度扩散,且电子的扩散速率与接触区的温度差成正比。因此,只要保持两接触导体间的温差,电子就能持续扩散,两种导体之间就会形成稳定的电压,温差越大,电压越大。这种效应所形成的电压很小,通常只有毫伏甚至微伏级别,其能够输出电流也比较小。
常用的热电转换单元是用P型和N型半导体材料组合做成的。P型半导体材料和N型半导体材料的载流子(导电微粒)极性不同,因此在相同温度梯度的作用下,P型半导体材料和N型半导体材料两端将产生极性相反的电压。利用此特性,将P型半导体和N型半导体交替连接,就构成如图甲所示的热电转换单元。通过多个单元的串并联组合,即可增大其输出电压和电流,构成如图乙所示的规模发电组件。

(1)温差发电是将__________能直接转化为电能;
(2)如果把图中PN型半导体分别看成是干电池,则N型半导体的上端是__________极;
(3)如果将图甲中的负载R换成一只毫伏表,那么电热转换单元能够制成__________(测量工具);
(4)当温差发电机热端与冷端的温差减小,它的发电功率会__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。

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科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐1】阅读短文,回答问题。
燃气灶常配备有熄火保护装置,当燃气灶意外熄火时,自动关闭燃气阀,如图甲所示。图乙是某燃气灶熄火保护装置原理示意图。工作时,热电偶热端受热,当冷、热两端有一定温度差时,电磁铁将衔铁吸引过来,衔铁通过连杆带动活塞向左移动,压缩弹簧,同时进气口被打开,燃气输送至出气口。若炉火意外熄灭,热电偶没有温度差,电磁铁失去磁性释放衔铁,活塞在弹簧作用下关闭进气口,防止燃气外泄。

(1)热电偶的材料是______(选填“导体”或“绝缘体”);
(2)熄火保护装置工作时,热电偶在电路中相当于______(选填“电源”“开关”或“用电器”),热电偶将______能转化为电能;
(3)若电流方向如图乙的箭头方向,则电磁铁D端为______(选填“N”或“S”)极。热电偶内部电子移动方向为______(选填“A到B”或“B到A”);
(4)在测试熄火保护装置时,发现电磁铁无法将衔铁完全吸过来,燃气无法到达出气口,为了解决此问题,可采取的方法是______
2024-04-05更新 | 106次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
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解题方法
【推荐2】阅读下面的短文,回答问题。
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如题图所示的闭合回路,当AB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,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点AB间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。
请回答下列问题:

(1)如图所示,其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路中将________(选填“有”或“没有”)电流;
(2)其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,稳定后,电路电流__________;(选填“变大”、“变小”、“变为零”或“不变”)
(3)其它条件不变,移去酒精灯,将B放入另一杯冰水混合物中,稳定后,电路电流________;(选填“变大”、“变小”、“变为零”或“不变”)
(4)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由_________能转化而来;
(5)如图,将一块铜片和一块锌片插在一个切开的柳橙上,就制作出了一个水果电池,将铜片、锌片和LED灯用导线连接,我们发现LED发光了,LED灯将电能转化为了________能;

(6)水果电池的工作原理:铜、锌两金属片一同插入水果接触到果酸,由于锌比铜活泼,容易失去电子,电子由锌片通过LED灯流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子。所以,在如图的电路中,导线中的电流方向是_________(选填“从铜片到锌片”或“从锌片到铜片”),水果电池的正极是_________(选填“铜片”或“锌片”),与锌片相连的是LED的_________(选填“长脚”或“短脚”)。
2023-12-06更新 | 119次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐3】阅读短文,回答问题。

揭秘“雪蜡车”



如图甲所示,一台看似普通的红色厢卡犹如变形金刚,可迅速伸展出近百平方米的空间。这是全世界单层厢体面积最大的雪蜡车,雪蜡车总体空间布局、人机及信息环境交互系界面、空气、噪声、光色等已经具备形成行业标准能力,是一次领先的、典型的中国创造。据了解,配备了国内最大功率的氢燃料电池,如图乙所示(负极),经过催化剂(铂)的作用,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜(正极)。而电子是不能通过质子交换膜的,电子只能经外电路到达燃料电池阴极板,与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,并及时把水分带走,就可以不断地提供电能,实际效率能达60%~80%,是普通内燃机热机效率的2~3倍。
(1)氢燃料电池在使用过程中氢气 ______(选填“有”或“没有”)发生燃烧现象;
(2)氢燃料电池是将氢的 ______能直接转化为 ______能;
(3)在燃料电池外电路,电流方向 ______(选填“从AB”或“从BA”);
(4)若该雪蜡车氢燃料电池的转换效率为70%,车上有50kg的氢燃料。该车以54km/h的速度匀速行驶时输出功率为49kW。已知氢的能量密度值是1.4×108J/kg,则50kg的氢燃料可产生 ______J的电能,这些氢燃料可使该车以54km/h的速度匀速行驶 ______km。
2023-03-07更新 | 46次组卷
共计 平均难度:一般