Question

图4为一种电饭煲的工作原理图．下现是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨．
按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物，它可以上下弹动，能被磁铁吸引．王宁同学通过用这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题．
（1）图中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害？应当怎样加以完善？
（2）将三脚插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变．此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响？
（3）电饭煲工作了15min，会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的？
（4）电饭煲工作了25min，听到“啪”的一声，指示灯不亮了．以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响？怎样影响？
（5）听到“啪”的一声后又过了10min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄来了，分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样？
（6）要想获得恒温的温水，你可以怎样做？
（7）电饭煲使用较长一段时间后，常常在饭未完全熟透时就“跳闸”，这样就会出现“夹生饭”请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障？为什么？

Answer 1

解：（1）只有两根外接导线，这样的用电器危害是：一旦发生漏电会导致触电事故；完善方法是：把用电器外壳与导线连接通过三角插头与插座的地线相连．
（2）插上电源后，通过双金属片的触点使发热体R和指示灯并联后与电源连通，所以指示灯亮．按下开关后，发热体R与指示灯仍然并联在电源上，
开关的断、闭未改变电路连接情况，所以指示灯的亮度不受影响，
（3）电饭煲工作了15min，水沸腾后，产生大量的热水蒸气，水蒸气从锅内冒出遇到温度较低的空气，遇冷液化成小水珠悬浮在空气中，形成白气．
（4）感温软磁体的磁性可能受温度的影响，随温度升高，磁性减弱；感温软磁体在温度达到一定值时，其磁性消失，使触点分离而断电，发热体、指示灯不工作．
（5）指示灯反复亮、灭说明与双金属片相连的低温控制开关有关，当刚接通电源温度较低时，双金属片触点开关接触，发热体和指示灯工作，
当温度逐渐升高，双金属片由于膨胀而发生弯曲，从而使触点分离断电，发热体、指示灯不工作，这是造成指示灯反复亮、灭的原因．
双金属片是由两片不同金属制成，当升温相同时，它们的膨胀程度不同，一侧膨胀大，一侧膨胀小，从而造成双金属片的弯曲，所以相同条件下，不同类型的金属热胀冷缩程度不同．
（6）要获得恒温的水，只接通电源不必按下开关，即可实现保温状态．
（7）故障可能是由于感温软磁体老化引起的．因为正常的感温软磁体是在103℃左右才基本失去磁性，永磁体被重力拉向下而带动连杆，使主电路中的触点分离而断电（此时为正常跳闸）．但如果感温软磁体老化，在温度未达103℃时就失去磁性，使主电路中的触点分离而断电，饭未熟透就会出现“夹生饭”了．
分析：（1）为了安全用电，用电器要接地，使用三孔插座或三孔插头．
（2）从指示灯与电饭锅的发热体串并联关系分析．
（3）水蒸汽液化变为小水珠，形成白气．
（4）软磁性材料的磁性与温度有关，温度越高，磁性越弱．
（5）不同材料的热胀冷缩系数不同，在相同条件下热胀冷缩程度不同．
（6）根据电饭锅的温控原理知：只接通电源不必按下开关，电饭锅处于保温状态，可实现水的保温．
（7）根据用电器使用较长时候后，由于各元件老化而性能降低进行分析即可．
点评：学生要对七个问题做出正确的解答，必须对电饭锅的电路工作原理、机械工作原理、电工知识、电磁知识、热学知识等都融汇贯通；七个问题将电饭锅的知识弄得清清楚楚、明明白白，是一道难得的好题．