大学物理实验中，关于热学方面的实验较少，主要有以下原因：一是热学实验需要对物体(汽、液、固体)进行加热，一般需要使用天然气等燃料，处置不当容易引发火灾等事故。二是热学实验内容不易实现，由于常规方法对温度控制及压强等物理量很难做到精确、实时测量，导致只能观察现象，很难得出精确的结果。三是热学实验内容都比较简单，如“理想气体方程的验证”等，缺乏科技含量。

　　温差发电实验与目前研究较热的温差发电相关科学前沿紧密相关，在现代航空、航天技术中得到了广泛的应用。我校研制的温差发电实验装置应用了当前工业领域常用的先进的温度传感器、数字温控表等仪器，使工科学生提前接触温度自动控制原理，从而提前对仪器的数字化、智能化有所了解，为今后的工作及科学研究奠定基础。通过亲自参与温差发电实验，学生可以将热学实验和电学实验有机地结合起来;通过接触相关学科前沿知识，学生可以对学科前沿进行更深刻的了解，有利于学生创新性思维、科研能力的培养及拓展。学生使用该装置可以进行大学物理实验、近代物理实验及研究性、创新性物理实验的研究，对于符合“双一流”标准的大学生的培养，特别是对理科、工科学生的培养具有重要意义。温差发电实验装置，具有设备简单、精度高(±0.1℃左右)、可实时进行检测和温度控制、测量结果较精确等特点，类似实验仪器目前国内尚未见相关报道。

　　1 基本原理

　　2 实验装置结构

　　3 实验过程

　　4 实验数据及处理、分析

　　5 结语

　　测试结果表明，F40550温差电池输出特性结果如下：输出电流与负载电阻R成反比，0～50 Ω区间降速较大;输出电压先随负载(0～50 Ω)迅速增大，然后逐渐趋于饱和;输出功率先随负载从0迅速增大至最大值(负载电阻9～15 Ω区间达到最大值)，然后逐渐衰减至0;最大输出功率与温差呈非线性关系，可用二次函数进行拟合。自2014年10月至2019年12月，温差发电实验研究作为吉林大学开放性创新实验项目面向本科生开放，共计28组，75名学生受益。2017年，该项目获批吉林大学实验技术项目(已结题)，同年该项目教师指导学生获得吉林省大学生物理实验竞赛一等奖;2018年该项目教师指导大学生创新创业训练计划一项(“温差发电实验仪器研究及应用”，已结题);2019春季学期，该项目教师为本科生演示实验方法及过程，共计受益人数1800余人。2019年暑假，该项目教师为中、小学生演示实验9次，共计受益195人。上述结果表明，我校制备的温差发电实验装置实验所得数据合理，较为准确，在实验教学实际运用过程中，也取得了较好的效果。

　　参考文献

　　[1] 张峰.温差发电技术的研究进展及现状[J].通信电源技术,2016(33):176-194.

　　[2] 许志建,徐行,塞贝克效应与温差发电[J].现代物理知识.2004(1):41-42.

　　[3] DATE A, DATE A, DIXON C, et al. Progress of thermoelectric power generation systems: Prospect for small to medium scale power generation[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014(33): 371-381.

朱坤博1 陈鹏宇2 王彪2 刘航宇2 孙磊2 王志军1

1.吉林大学物理学院　2.吉林大学电子科学与工程学院