Question

【題目】電水壺具有水沸騰后自動斷電、防干燒斷電的功能。電水壺工作電路如圖甲所示，其中S是雙金屬片溫控開關，雙金屬片是將兩種熱膨脹系數差異很大的金屬壓合在一起制成的，在不同溫度下，兩面金屬的形變差異，導致雙金屬片會發生彎曲現象，利用這個形變來推動觸片與觸點A 還是B接觸。R1是電熱管，R2是限流電阻，工作時忽略兩個電阻阻值的變化。當電水壺處于加熱狀態時，水被迅速加熱，達到預定溫度時，S 自動切換到另一處，處于保溫狀態。如表是這種電水壺的部分參數。

最大容量	1L
額定電壓	220V
頻率	50 Hz
額定加熱功率	1210W

（1）雙金屬片是利用物體具有_____的性質制成的；

（2）加熱電阻R1的阻值是多少__________？

（3）關閉家中的其他所有用電器，以最大容量裝入25℃的水，6min將水燒開（標準大氣壓下），在加熱過程中家用電能表（如圖乙）的轉盤轉了300轉，此過程中電水壺的加熱效率是多少________？

（4）在用電高峰期，將第（3）問中同樣的水燒開，所花的時間會明顯增加，請分析其原因_______。

Answer 1

【答案】熱脹冷縮 40Ω 87.5% 用電高峰期，由于干路電流增大，則導線的分壓增大，使得用電器的實際電壓低于額定電壓，在電阻一定時，其實際功率也將低于額定功率，所以加熱時間會增加

【解析】

（1）物體具有熱脹冷縮的性質；
（2）根據電功率的公式可得加熱電阻R1的阻值；
（3）根據密度的公式得到水的質量，利用Q=cm△t求出吸收的熱量；由轉數和參數得到消耗的電能，然后利用效率的公式求得加熱效率；
（4）用電高峰期時電路兩端的電壓會變低，使電熱水器的實際功率變小，同樣燒開一壺水的時間變長。

（1）雙金屬片是利用物體具有熱脹冷縮的性質制成的；

（2）由圖甲可知，當S接A時，電路中只有R1工作，此時R1兩端電壓最大，其消耗的功率最大，電水壺處于加熱狀態，加熱電阻R1的阻值：；

（3）水的質量為：m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg，

在1標準大氣壓下，水的沸點為100℃，則水吸收的熱量為：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1kg×（100℃-25℃）=3.15×105J，

這次燒水中消耗的電能：，

此過程中電水壺的加熱效率：；

（4）在家庭電路中，各用電器并聯后再與干路的輸電線串聯，在用電高峰時，接入電路的用電器變多，由并聯電路的電阻特點可知，并聯后的總電阻變小，干路中的電流變大，輸電導線有一定的電阻，由U線=IR線可知，干路電流增大時，輸電導線分壓增大，使得用電器的實際電壓低于額定電壓，在電阻一定時，其實際功率也將低于額定功率，加熱時間會增加。