Question

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雙金屬片是利用金屬的熱脹冷縮性質(zhì)制成的一種自動開關(guān)，它的內(nèi)外兩層是由兩種熱膨脹性能不同的金屬構(gòu)成的．當(dāng)溫度變化時，雙金屬片的自由端會與旁邊的靜觸片發(fā)生接觸或分離，因此，利用雙金屬片可以實(shí)現(xiàn)對電路的自動溫控．學(xué)�？萍夹〗M參加社會實(shí)踐活動，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村家庭在對家禽的孵化過程中，溫度的控制不好掌握，因此，他們決定利用雙金屬片來實(shí)現(xiàn)自動溫度控制．他們使用的雙金屬片在升高相同的溫度時，內(nèi)層熱膨脹程度大，外層熱膨脹程度小，當(dāng)?shù)陀诨蛘哌_(dá)到設(shè)定溫度時，始終閉合，高于設(shè)定溫度時，自動斷開．（如圖1）小虎設(shè)計(jì)的電路如圖2所示，其中用到了兩個完全相同的電熱絲R₁、R₂，它們都能單獨(dú)接入電路中工作．
（1）在該電路中雙金屬片起到

 

的作用．
（2）小明覺得這個電路只能以單一功率工作，不能在環(huán)境溫度變化時達(dá)到孵化要求的溫度，小明在原有電路上增加了一個開關(guān)S₂，使該孵化器能夠以兩種功率工作．根據(jù)你的理解，把圖3所示的實(shí)物電路連接完整，達(dá)到兩種功率工作的目的．改裝前后電熱絲的發(fā)熱功率之比為

 

．
（3）小華提出：我在小虎設(shè)計(jì)的電路上加裝兩個開關(guān)，就可以使該孵化器能夠以三種功率工作．請你在圖4中替小華畫出設(shè)計(jì)電路圖．

Answer 1

分析：雙金屬片是利用金屬的熱脹冷縮性質(zhì)制成的一種自動開關(guān)，當(dāng)溫度變化時，雙金屬片的自由端會與旁邊的靜觸片發(fā)生接觸或分離，利用雙金屬片可以實(shí)現(xiàn)自動溫控．而利用開關(guān)可以改變2個電阻的工作狀態(tài)，從而改變電路的電功率．

解答：解：（1）利用雙金屬片可以實(shí)現(xiàn)對電路的自動溫控，因此雙金屬片在電路中起到的作用就如同一個自動開關(guān)．
故答案為：自動控制通斷．
（2）因?yàn)殡娐分杏袃蓚�電阻．所以在電路上加裝開關(guān)的時候，就可以將它們分別組成串聯(lián)和并聯(lián)兩種電路，另外一種電路就是只讓其中一個電阻接入電路工作．
電路解釋：當(dāng)S₁閉合，S₂打開時，只有R₁工作，功率為P₁=

U

R   1

=

U

R

；當(dāng)S₁閉合，S₂也閉合時，R₁與R₂并聯(lián)工作，功率為P₂=

U

R   并

=

U

R 2

=

2U

R

∴P₁：P₂=

U

R

：

2U

R

=1：2．

（3）電路解釋：只閉合的S₁時候R₂和R₁是串聯(lián)；只閉合S₂的時候只有R₂工作；同時閉合S₂和S₃時，R₁和R₂并聯(lián)．

點(diǎn)評：應(yīng)用是學(xué)習(xí)物理的一個重要目標(biāo)．聯(lián)系實(shí)際，突出應(yīng)用，體現(xiàn)STS思想是中考物理命題改革的一個重要方向．本題注重了探究能力的考核，注意了探究的過程和方法．突出考查了創(chuàng)新能力和電路設(shè)計(jì)能力．