Question

7．雙金屬片溫控開關(guān)（如圖1），它的內(nèi)外兩層是由兩種熱性能不同的金屬構(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現(xiàn)對電路的自動溫控．如圖2，為某班教室學(xué)生用電熱飲水機的電路原理圖．其中S₀是雙金屬片溫控開關(guān)，經(jīng)分析得知，電熱飲水機有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)．當(dāng)S閉合時、S₀斷開時，飲水機處于保溫狀態(tài)，當(dāng)S、S₀同時閉合時，飲水機處于加熱狀態(tài)．則：

（1）雙金屬片溫控開關(guān)是利用金屬的熱脹冷縮性質(zhì)工作的．
（2）當(dāng)飲水機處于加熱狀態(tài)時R₁與R₂并聯(lián)．
（3）若加熱和保溫時，電流表的指針均在如圖3所示位置，加熱時通過R₁、R₂電流分別為多少？
（4）加熱3min通過R₁、R₂的電荷量分別為多少庫侖？

Answer 1

分析 （1）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)．
（2）并聯(lián)電路中，并聯(lián)的支路越多，總功率越大；
（3）根據(jù)不同狀態(tài)下工作電流的大小關(guān)系，確定電流表的量程，再進行讀數(shù)；
（4）根據(jù)電流的大小，利用公式Q=It可計算電荷量的多少．

解答 解：（1）雙金屬片溫控開關(guān)是利用金屬的熱脹冷縮性質(zhì)工作的．
（2）當(dāng)飲水機處于加熱狀態(tài)時R₁與R₂并聯(lián)，此時的功率要大于任何一個支路單獨工作時的功率．
（3）由電路圖可知，當(dāng)斷開開關(guān)時，R₂單獨工作，為保溫過程，電流表測R₂的電流；
當(dāng)閉合開關(guān)時，兩電阻同時工作，為加熱過程，電流表測總電流．
由此可斷定，R₂的電流為0～0.6A量程，其示數(shù)為0.24A，干路電流為0～3A量程，其示數(shù)為1.2A，
則R₁的電流為：1.2A-0.24A=0.96A；
（4）加熱3min通過R₁、R₂的電荷量：Q₁=I₁t=0.96A×3×60s=172.8C；
Q₂=I₂t=0.24A×3×60s=43.2C．
故答案為：（1）熱脹冷縮；（2）并；（3）加熱時通過R₁、R₂電流分別為0.96A、0.24A；（4）加熱3min通過R₁、R₂的電荷量分別為172.8庫侖、43.2庫侖．

點評 本題通過一個又金屬片溫控開關(guān)控制的飲水機，考查了多個電學(xué)有關(guān)的知識點，包括電路的組成、電流表的讀數(shù)、電量的計算等，綜合性較強．