题目
热电偶产生的电势有()组成A. 回路电势B. 温差电势C. 接触电势D. 感应电势
热电偶产生的电势有()组成
A. 回路电势
B. 温差电势
C. 接触电势
D. 感应电势
题目解答
答案
BC
B. 温差电势
C. 接触电势
B. 温差电势
C. 接触电势
解析
本题考查热电偶产生电势的组成知识。解题思路是是明确热电偶的工作原理,根据塞贝克效应,分析其产生电势的具体构成部分。
- 热电偶是基于塞贝克效应工作的,当两种不同的导体或半导体A和B组成一个闭合回路,且两个接点处的温度不同时,回路中就会产生电动势,这个电动势称为热电势。
- 热电势由两部分组成:
- 温差电势:在同一导体中,由于两端温度不同而产生的电势。设导体中存在自由电子,高温端的电子具有较高的动能,会向低温端扩散,从而在导体两端形成电势差,这就是温差电势差。根据能斯特公式,温差电势$E_{AB}(T,T_0)$的表达式为$E_{AB}(T,T_0)=\frac{kT}{e}\ln\frac{n_A(T)}{n_A(T_0)}$,其中$k$是玻尔文常量,$e$是电子电荷量,$n_A(T)$和$n_A(T_0)$分别是导体$A$在温度$T$和$T_0$时的自由电子浓度。
- 接触电势:当两种不同的导体A和B接触时,由于它们的自由电子密度不同,自由电子会从密度大的导体向密度小的导体扩散,在接触面上形成电场,从而产生电势差,这就是接触电势。接触电势$E_{AB}(T)$的表达式为$E_{AB}(T)=\frac{kT}{e}\ln\frac{n_A}{n_B}$,其中$n_A$和$n_B$分别是导体A和B的自由电子密度。
- 而回路电势并不是热电偶产生电势的基本组成部分,感应电势是由电磁感应现象产生的,与热电偶的工作原理无关。