Question

阅读短文，回答文后问题：

图甲是一种常见的电水壶，它的工作原理是：接通电源加热后，水温逐步上升到100℃，水开始沸腾，水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关，从而使电水壶在水烧开后自动断电（下次烧水需重新闭合蒸汽开关）。如果蒸汽开关失效，壶内的水会一直烧下去，直到水被烧干，发热元件温度急剧上升，位于发热盘底部也有一个双金属片开关，会因为热传导作用温度急剧上升，膨胀变形，断开电源。

图乙是JYK﹣09C03A型电热水壶的铭牌；

图丙是它的工作电路图；

图丁是双金属片温控原理图，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。在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，电路正常工作，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，从而调节双金属片断开的温度；

图戊是传统电水壶用电热丝（实线①）及PTC材料（实线②）的电阻随温度变化的关系图像。若使用PTC加热元件代替电热丝，可以有效防止因为干烧而出现的着火危险。PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的，它靠的是PTC本体内的电阻变化而控制温度，而不是依靠任何触点控制。所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件；

（1）图甲中的电水壶，其蒸汽开关与双金属片开关应_____（串联/并联）连接；

（2）JYK﹣09C03A型电热水壶的是传统电水壶，根据它的铭牌和工作电路图，电热丝R₁、R₂阻值之比是_____；

（3）关于图丁电水壶中的双金属片，下列说法正确的是_____

A．蒸汽开关与发热盘底部的双金属片开关是同时断开的

B．双金属片受热时，金属层a比b膨胀快

C．调节旋钮C，使静片B向左弯曲时，双金属片断开的温度值变低

D．双金属片触点频繁通断电，容易烧接在一起，从而导致干烧危险

（4）通电后PTC电水壶发热盘的最终温度应在_____范围东（T₅T₆/T₆T₇/T₇T₈）范围内；

（5）通电后，①②两种发热材料的功率随时间变化的图像正确的是_____。

Answer

串联 1:10 D T6T7 B

【解析】

(1)[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)[2]由电路图可知：加热时只有R1连入电路；根据可知

保温状态下R1、R2串联连入电路，根据可知：

总电阻为

根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知

则

电热丝R1、R2阻值之比是1:10。

(3)[3]A．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由于温度降低会断开，故不是同时断开的，故A错误；

B．由图可知，同样受热时，金属片向a弯曲，说明金属层a比b膨胀慢，故B错误；

C．调节图中的旋钮C，使静片向左移动一些，则双金属片要向左弯曲得更多才能使电路断开，这时对应所需的温度更高，即调温电熨斗的设定温度值将提高，故C错误；

D．双金属片触点频繁通断电，此时的瞬时电流较大，单位时间内产生的热量多，容易烧接在一起，故D正确。

故选D。

(4)[4]由图像丙可知，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 T6T7范围内。

(5)[5]由图像丙可知，发热材料①是定值电阻，阻值不变，由可知功率不变；发热材料②的阻值随时间的增长，先变小，后变大，由可知，其功率先变大后变小；故B图符合题意。

故选B。