Question

【题目】阅读短文，回答问题：

电水壶

导体有电阻，当有电流通过时会发热，将电能转化为内能，电水壶就是利用这一原理工作的。如图甲所示是一电水壶，它是这样工作的：接通电源，发热体通电发热加热水，当水温上升到100℃开始沸腾，水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关，使电水壶在水烧开后自动断电（烧水需重新闭合蒸汽开关）。如蒸汽开关失效，壶内的水会被烧干，发热原件温度急剧上升，发热盘底部也有一个双金属片开关，会因热传导作用温度急剧上升，断开电源。

图乙是双金属片开关原理图：A为双金属片，由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同。未通电或低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，发热盘工作，当温度达到预定温度时，双金属片向左弯曲（温度越高，弯曲程度越大），电路断开。C是调节旋钮，调节它可改变双金属片与静片弹性接触的力度。

现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件。图丙是PTC材料的电阻随温度变化的关系图像。使用PTC加热元件，可防止因干烧出现着火危险。PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的，它靠PTC的电阻变化控制温度（PTC的电阻变小时，其单位时间内的发热量会变大；反之则变小），不是依靠触点控制。

（1）为保证安全，电水壶蒸汽开关与双金属片开关应______ （串联/并联）连接。

（2）若双金属片是由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀得比铁片大．在下图中，铜片和铁片的位置符合要求的双金属片是___．

（3）关于图甲电水壶的双金属片，下列说法正确的是______ 。

A.调节旋钮C，使静片B向左弯曲，双金属片断开的温度值升高

B.电水壶中的发热体可用超导体材料制作

C.蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关总是同时断开

D.双金属片受热弯曲时具有弹性势能

（4）PTC电水壶通电后，通过PTC发热材料的电流随时间变化的图像是______ 。

（5）PTC电水壶通电后发热盘的最终温度范围应在______ 。

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

Answer 1

【答案】 串联 A A D C

【解析】(1)电热水壶上的蒸汽开关与双金属片开关相互影响,只有同时闭合时才能工作,当一个开关断开时,电路就断开,故它们串联接在电路中;
(2) 若双金属片是由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀得比铁片大．在下图中，铜片和铁片的位置符合要求的双金属片是A

(3)A、调节旋钮C，使静片B向左弯曲，双金属片断开的温度值升高，故A正确;
B、由焦耳定律可知，电水壶中的发热体不可用超导体材料制作，故B错误

C、水烧开时,水壶内部有大量的水蒸气会推动蒸汽开关断开,蒸汽开关断开后,蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关因为温度降低会断开,故不是同时断开的,故C错误;
D、双金属片受热弯曲时不具有弹性势能, 故D错误.
所以A选项是正确的;

(4)由图象丙可以知道,发热材料的阻值随时间的增长,先变小,后变大,由可以知道,其电流先变大后变小,最后还要小幅度增大;故只有D图

(5)由图象丙可以知道,通电后PTC电水壶的电阻是先减小,后变大,当电阻最小时功率最大,温度最高,故发热盘的最终温度应在范围内.所以C选项是正确的.

因此，本题正确答案是：(1). 串联 (2). A (3). A (4). D (5). C