Question

7．双金属片温控开关（如图1），它的内外两层是由两种热性能不同的金属构成的．当温度变化时，双金属片的自由端会与旁边的静触片发生接触或分离．因此，利用双金属片可以实现对电路的自动温控．如图2，为某班教室学生用电热饮水机的电路原理图．其中S₀是双金属片温控开关，经分析得知，电热饮水机有加热和保温两种工作状态．当S闭合时、S₀断开时，饮水机处于保温状态，当S、S₀同时闭合时，饮水机处于加热状态．则：

（1）双金属片温控开关是利用金属的热胀冷缩性质工作的．
（2）当饮水机处于加热状态时R₁与R₂并联．
（3）若加热和保温时，电流表的指针均在如图3所示位置，加热时通过R₁、R₂电流分别为多少？
（4）加热3min通过R₁、R₂的电荷量分别为多少库仑？

Answer 1

分析 （1）双金属片是利用金属的热胀冷缩性质制成的一种自动开关．
（2）并联电路中，并联的支路越多，总功率越大；
（3）根据不同状态下工作电流的大小关系，确定电流表的量程，再进行读数；
（4）根据电流的大小，利用公式Q=It可计算电荷量的多少．

解答 解：（1）双金属片温控开关是利用金属的热胀冷缩性质工作的．
（2）当饮水机处于加热状态时R₁与R₂并联，此时的功率要大于任何一个支路单独工作时的功率．
（3）由电路图可知，当断开开关时，R₂单独工作，为保温过程，电流表测R₂的电流；
当闭合开关时，两电阻同时工作，为加热过程，电流表测总电流．
由此可断定，R₂的电流为0～0.6A量程，其示数为0.24A，干路电流为0～3A量程，其示数为1.2A，
则R₁的电流为：1.2A-0.24A=0.96A；
（4）加热3min通过R₁、R₂的电荷量：Q₁=I₁t=0.96A×3×60s=172.8C；
Q₂=I₂t=0.24A×3×60s=43.2C．
故答案为：（1）热胀冷缩；（2）并；（3）加热时通过R₁、R₂电流分别为0.96A、0.24A；（4）加热3min通过R₁、R₂的电荷量分别为172.8库仑、43.2库仑．

点评 本题通过一个又金属片温控开关控制的饮水机，考查了多个电学有关的知识点，包括电路的组成、电流表的读数、电量的计算等，综合性较强．