Question

【題目】閱讀短文，回答問題：

電水壺

導體有電阻，當有電流通過時會發熱，將電能轉化為內能，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，發熱體通電發熱加熱水，當水溫上升到100℃開始沸騰，水蒸氣使雙金屬片變形推動蒸汽開關，使電水壺在水燒開后自動斷電（燒水需重新閉合蒸汽開關）。如蒸汽開關失效，壺內的水會被燒干，發熱原件溫度急劇上升，發熱盤底部也有一個雙金屬片開關，會因熱傳導作用溫度急劇上升，斷開電源。

圖乙是雙金屬片開關原理圖：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。未通電或低于預定溫度時，雙金屬片A和靜片B上的觸點接通，發熱盤工作，當溫度達到預定溫度時，雙金屬片向左彎曲（溫度越高，彎曲程度越大），電路斷開。C是調節旋鈕，調節它可改變雙金屬片與靜片彈性接觸的力度。

現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系圖像。使用PTC加熱元件，可防止因干燒出現著火危險。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，其單位時間內的發熱量會變大；反之則變小），不是依靠觸點控制。

（1）為保證安全，電水壺蒸汽開關與雙金屬片開關應______ （串聯/并聯）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）關于圖甲電水壺的雙金屬片，下列說法正確的是______ 。

A.調節旋鈕C，使靜片B向左彎曲，雙金屬片斷開的溫度值升高

B.電水壺中的發熱體可用超導體材料制作

C.蒸汽開關與發熱盤底部的雙金屬片開關總是同時斷開

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發熱材料的電流隨時間變化的圖像是______ 。

（5）PTC電水壺通電后發熱盤的最終溫度范圍應在______ 。

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

Answer 1

【答案】 串聯 A A D C

【解析】(1)電熱水壺上的蒸汽開關與雙金屬片開關相互影響,只有同時閉合時才能工作,當一個開關斷開時,電路就斷開,故它們串聯接在電路中;
(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、調節旋鈕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，電水壺中的發熱體不可用超導體材料制作，故B錯誤

C、水燒開時,水壺內部有大量的水蒸氣會推動蒸汽開關斷開,蒸汽開關斷開后,蒸汽開關與發熱盤底部的雙金屬片開關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,當電阻最小時功率最大,溫度最高,故發熱盤的最終溫度應在范圍內.所以C選項是正確的.

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