Question

4．閱讀短文，回答問題：
雙金屬片溫控器
電飯煲、電熨斗、電熱暖手寶等家用電熱器具的基本結(jié)構(gòu)中均有電熱元件和溫控器，溫控器大多采用雙屬片溫控元件，起接通和斷開電路的作用．
雙金屬片是利用兩種溫度膨脹系數(shù)相關(guān)較大的金屬材料疊壓組合而成的，當(dāng)溫度升高時(shí)，膨脹系數(shù)大的金屬層會向膨脹系數(shù)小的金屬層彎曲．
雙金屬片溫控器可分為常閉觸點(diǎn)型和常開觸點(diǎn)型兩種，常閉觸點(diǎn)型工作原理如圖甲，常溫下，雙金屬片端部的觸點(diǎn)與彈性銅片上的觸點(diǎn)相接觸，溫控器接通電路，電熱元件發(fā)熱，雙金屬片受熱彎曲，當(dāng)溫度長高到一定值時(shí)，雙金屬片端部的觸點(diǎn)與銅片觸點(diǎn)分離，電路斷開，電熱元件散熱，溫度降低，雙金屬片恢復(fù)原狀，電路再次接通，如此反復(fù)能控制被加熱物體的溫度，如圖乙所示的常開觸點(diǎn)型溫控器工作情況與前者相反，常溫下電路是斷開的，雙金屬片受熱升溫會使電路接通．

（1）溫控器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)受溫度控制的開關(guān)（電源/開關(guān)/用電器）．
（2）電飯煲將飯煮好后還能使飯保溫，即當(dāng)飯變涼時(shí)再自動(dòng)接通電源加熱，溫度較高時(shí)又停止加熱，其中的溫控器應(yīng)采用如圖甲（甲/乙）所示的類型．
（3）如圖甲和乙所示的兩種類型的溫控器而言，關(guān)于雙金屬片上下兩層金屬材料的溫度膨脹大小的比較，下列說法正確的是B
A、甲圖中上層較大，乙圖中下層較大B、甲圖中下層較大，乙圖中上層較大
C、甲圖和乙圖中均是上層較大，D、甲圖和乙圖中均是下層較大
（4）如圖甲所示的常閉觸點(diǎn)型溫控器中，常溫下彈性銅片的彈性勢能應(yīng)比觸點(diǎn)分離時(shí)的大（大/�。�．
（5）電熱元件若直接與220V直流電源相連，電功率為1000w，當(dāng)它與溫控器串聯(lián)并與220V直流電源相連時(shí)，電熱元件兩端電壓與時(shí)間關(guān)系圖象如圖丙，如此工作2小時(shí)消耗的電能為1.5KW•h．

Answer 1

分析 （1）一個(gè)完整的電路由電源、導(dǎo)線、用電器、開關(guān)組成．開關(guān)與所控制的用電器串聯(lián)，能起到控制電路中電流的通斷的作用；
（2）根據(jù)常閉觸點(diǎn)型雙金屬片溫控器和常開觸點(diǎn)型雙金屬片溫控器的工作原理即可判斷出電飯煲的溫控器所采用的類型；
（3）根據(jù)雙金屬片的金屬材料溫度升高時(shí)，膨脹系數(shù)大的金屬層會向膨脹系數(shù)小的金屬層彎曲，
再結(jié)合甲、乙兩種類型的溫控器的雙金屬片的彎曲情況即可比較上下兩層金屬材料的溫度膨脹大�。�
（4）根據(jù)彈性勢能的定義以及彈性勢能的大小的決定因素即可得出常溫下彈性銅片的彈性勢能與觸點(diǎn)分離時(shí)的大小關(guān)系；
（5）根據(jù)圖象可以得出電熱元件的加熱時(shí)間，又知道電熱元件的電功率，利用W=Pt即可求出消耗的電能．

解答 解：（1）溫控器大多采用雙屬片溫控元件，起接通和斷開電路的作用，故溫控器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)受溫度控制的開關(guān)．
（2）根據(jù)常閉觸點(diǎn)型工作原理可知，常溫下，雙金屬片端部的觸點(diǎn)與彈性銅片上的觸點(diǎn)相接觸，溫控器接通電路，電熱元件發(fā)熱，雙金屬片受熱彎曲，
當(dāng)溫度長高到一定值時(shí)，雙金屬片端部的觸點(diǎn)與銅片觸點(diǎn)分離，電路斷開，電熱元件散熱，溫度降低，雙金屬片恢復(fù)原狀，電路再次接通，
如此反復(fù)能控制被加熱物體的溫度，所以電飯煲將飯煮好后還能使飯保溫，故其中的溫控器應(yīng)采用如圖甲所示的類型．
（3）當(dāng)溫度升高時(shí)，膨脹系數(shù)大的金屬層會向膨脹系數(shù)小的金屬層彎曲．
圖甲雙金屬片溫控器為常閉觸點(diǎn)型，當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，雙金屬片端部的觸點(diǎn)與銅片觸點(diǎn)分離，
即雙金屬片向上彎曲，所以甲圖中下層金屬材料的溫度膨脹系數(shù)較大，上層金屬材料的溫度膨脹系數(shù)較��；
圖乙雙金屬片溫控器為常開觸點(diǎn)型，當(dāng)溫度升高到一定值時(shí)，雙金屬片端部的觸點(diǎn)與銅片觸點(diǎn)接觸，
即雙金屬片向下彎曲，所以乙圖中上層金屬材料的溫度膨脹系數(shù)較大，下層金屬材料的溫度膨脹系數(shù)較�。�
故選：B．
（4）在常溫下常閉觸點(diǎn)型溫控器中，雙金屬片端部的觸點(diǎn)與彈性銅片上的觸點(diǎn)相接觸，彈性銅片發(fā)生彈性形變，具有彈性勢能；
雙金屬片端部的觸點(diǎn)與銅片觸點(diǎn)分離，彈性銅片恢復(fù)到原來的形狀，沒有彈性勢能，故常溫下彈性銅片的彈性勢能應(yīng)比觸點(diǎn)分離時(shí)的大．
（5）由電熱元件兩端電壓與時(shí)間關(guān)系圖象如可知，
電熱元件的加熱時(shí)間t=$\frac{3}{4}$t_總=34×2h=1.5h，
電熱元件的電功率P=1000W=1kW，
由P=$\frac{\\;W}{\\;t}$得，電熱元件消耗的電能：
W=Pt=1kW×1.5h=1.5kW•h．
故答案為：（1）開關(guān)；（2）甲；（3）B；（4）大；（5）1.5．

點(diǎn)評 本題以雙金屬片溫控器為背景綜合考查了電路的組成、材料的性質(zhì)及電功的計(jì)算等知識，關(guān)鍵是從材料中提取有用的信息，熟練應(yīng)用相關(guān)知識即可正確解答．