Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

電水壺

導(dǎo)體有電阻，當(dāng)有電流通過時會發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電水壺就是利用這一原理工作的。如圖甲所示是一電水壺，它是這樣工作的：接通電源，發(fā)熱體通電發(fā)熱加熱水，當(dāng)水溫上升到100℃開始沸騰，水蒸氣使雙金屬片變形推動蒸汽開關(guān)，使電水壺在水燒開后自動斷電（燒水需重新閉合蒸汽開關(guān)）。如蒸汽開關(guān)失效，壺內(nèi)的水會被燒干，發(fā)熱原件溫度急劇上升，發(fā)熱盤底部也有一個雙金屬片開關(guān)，會因熱傳導(dǎo)作用溫度急劇上升，斷開電源。

圖乙是雙金屬片開關(guān)原理圖：A為雙金屬片，由兩層不同金屬粘合而成，受熱時二者膨脹的快慢不同。未通電或低于預(yù)定溫度時，雙金屬片A和靜片B上的觸點接通，發(fā)熱盤工作，當(dāng)溫度達到預(yù)定溫度時，雙金屬片向左彎曲（溫度越高，彎曲程度越大），電路斷開。C是調(diào)節(jié)旋鈕，調(diào)節(jié)它可改變雙金屬片與靜片彈性接觸的力度。

現(xiàn)在很多高檔的電熱水壺采用了PTC加熱元件。圖丙是PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系圖像。使用PTC加熱元件，可防止因干燒出現(xiàn)著火危險。PTC加熱元件的自動控制溫度性能是絕對可靠的，它靠PTC的電阻變化控制溫度（PTC的電阻變小時，其單位時間內(nèi)的發(fā)熱量會變大；反之則變�。�，不是依靠觸點控制。

（1）為保證安全，電水壺蒸汽開關(guān)與雙金屬片開關(guān)應(yīng)______ （串聯(lián)/并聯(lián)）連接。

（2）若雙金屬片是由銅片和鐵片組成，受熱時銅片膨脹得比鐵片大．在下圖中，銅片和鐵片的位置符合要求的雙金屬片是___．

（3）關(guān)于圖甲電水壺的雙金屬片，下列說法正確的是______ 。

A.調(diào)節(jié)旋鈕C，使靜片B向左彎曲，雙金屬片斷開的溫度值升高

B.電水壺中的發(fā)熱體可用超導(dǎo)體材料制作

C.蒸汽開關(guān)與發(fā)熱盤底部的雙金屬片開關(guān)總是同時斷開

D.雙金屬片受熱彎曲時具有彈性勢能

（4）PTC電水壺通電后，通過PTC發(fā)熱材料的電流隨時間變化的圖像是______ 。

（5）PTC電水壺通電后發(fā)熱盤的最終溫度范圍應(yīng)在______ 。

A. T0-T1 B. T1-T2 C. T2-T3 D. T3-T4

Answer 1

【答案】 串聯(lián) A A D C

【解析】(1)電熱水壺上的蒸汽開關(guān)與雙金屬片開關(guān)相互影響,只有同時閉合時才能工作,當(dāng)一個開關(guān)斷開時,電路就斷開,故它們串聯(lián)接在電路中;
(2) 若雙金屬片是由銅片和鐵片組成，受熱時銅片膨脹得比鐵片大．在下圖中，銅片和鐵片的位置符合要求的雙金屬片是A

(3)A、調(diào)節(jié)旋鈕C，使靜片B向左彎曲，雙金屬片斷開的溫度值升高，故A正確;
B、由焦耳定律可知，電水壺中的發(fā)熱體不可用超導(dǎo)體材料制作，故B錯誤

C、水燒開時,水壺內(nèi)部有大量的水蒸氣會推動蒸汽開關(guān)斷開,蒸汽開關(guān)斷開后,蒸汽開關(guān)與發(fā)熱盤底部的雙金屬片開關(guān)因為溫度降低會斷開,故不是同時斷開的,故C錯誤;
D、雙金屬片受熱彎曲時不具有彈性勢能, 故D錯誤.
所以A選項是正確的;

(4)由圖象丙可以知道,發(fā)熱材料的阻值隨時間的增長,先變小,后變大,由可以知道,其電流先變大后變小,最后還要小幅度增大;故只有D圖

(5)由圖象丙可以知道,通電后PTC電水壺的電阻是先減小,后變大,當(dāng)電阻最小時功率最大,溫度最高,故發(fā)熱盤的最終溫度應(yīng)在范圍內(nèi).所以C選項是正確的.

因此，本題正確答案是：(1). 串聯(lián) (2). A (3). A (4). D (5). C