题目内容
13．图甲为自动调温电熨斗，图乙为其简化的电路图，图丙为温控开关，温控开关是由长和宽都相同的铜片和铁片紧紧地铆在一起做成的，受热时，由于铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲，温度越高弯曲得越明显．双金属片触点A与弹性钢片上的触点B原来是相通的，通电后，指示灯L亮（R为限流电阻），发热板发热，使金属底板温度升高．当温度升高到设定温度时，A、B触点分离，电路断开，底板的温度不在升高，随着温度的降低，双金属片逐渐恢复原状，A、B触点又重新接触，电路再次接通，底板的温度又开始升高，从而实现自动控温的目的．
（1）该电熨斗的温控开关是依据金属热胀冷缩物理知识制成的．
（2）若指示灯L采用“3V 0.03W”的小灯泡，那么限流电阻R多大才能使小灯泡正常工作？
（3）发热板的额定功率为1000W，则发热板的电阻多大？若要使金属底板的温度由20℃升高到220℃至少需要多长时间？（金属底板的质量为1kg，比热容为0.4×103J/（kg℃），不计热量损失）
分析 （1）根据题意可知，铜片和铁片受热膨胀不同，双金属片发生弯曲，据此进行解答；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出限流电阻两端的电压，根据欧姆定律求出限流电阻R的阻值；
（3）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得发热板的电阻；知道金属板的质量、初温和末温以及比热容，根据Q吸=cm（t-t0）求出金属板吸收的热量，不计热量损失，根据W=Q吸=Pt求出加热时间．
解答 解：（1）由题意可知，铜片和铁片受热膨胀不同，双金属片发生弯曲，达到温控开关控制电路的目的，
故该电熨斗的温控开关是依据金属热胀冷缩的物理知识制成的；
（2）灯泡正常发光时的电压UL=3V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，小灯泡支路的电流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.03W}{3V}$=0.01A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，限流电阻两端的电压：
UR=U-UL=220V-3V=217V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，限流电阻R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{217V}{0.01A}$=2.17×104Ω；
（3）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，发热板的电阻：
R热=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{热}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1000W}$=48.4Ω，
金属板吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=0.4×103J/（kg•℃）×1kg×（220℃-20℃）
=8×104J，
不计热量损失，由W=Q吸=Pt可得，需要的加热时间：
t′=$\frac{W}{{P}_{热}}$=$\frac{{Q}_{吸}}{{P}_{热}}$=$\frac{8×1{0}^{4}J}{1000W}$=80s．
答：（1）该电熨斗的温控开关是依据金属热胀冷缩的物理知识制成的；
（2）若指示灯L采用“3V 0.03W”的小灯泡，那么限流电阻R的阻值为2.17×104Ω才能使小灯泡正常工作；
（3）发热板的电阻为48.4Ω，若要使金属底板的温度由20℃升高到220℃至少需要80s．
点评 本题考查了学生对电熨斗温控开关的原理、串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、吸热公式、电功公式等知识的掌握和应用，从题干中获取有用的信息是关键，与实际生活紧密联系，有意义！
核心素养学练评系列答案
单元期中期末卷系列答案| A． | 3：2 | B． | 2：3 | C． | 1：1 | D． | 4：9 |
有一圆柱形容器，放在水平桌面上．现将一边长有一的棱长为10cm，质量为2.7kg的正方体金属块放在容器底部（如图所示）．
工人利用如图所示的装置，在河边打捞水中的物体A．打捞过程中物体A在水中匀速上升的速度为0.2m/s，此时工人做功的功率为320W；当物体被打捞出水面后，工人对绳子施加700N的拉力，恰好能使物体继续匀速上升．已知：物体A的密度为2×103kg/m3．不计绳重、摩擦及水对物体的阻力，g取10N/kg．求：（请写出必要的文字叙述）
| A． | 球垫起后，在空中能向上运动，是因为受到惯性的作用 | |
| B． | 球垫起后，女排运动员对球不做功 | |
| C． | 垫球时，手对球的作用力大于球对手的作用力 | |
| D． | 球下落后越来越快，说明球的动能变大 |