图甲是小明家的调温电熨斗,额定电压为220V,其电热丝的额定功率为800W,图乙是其原理图.

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  • 解题思路:(1)在温度变化时,物体都具有热胀冷缩的特点.受热时,由于铜片膨胀得比铁片明显,双金属片便会向铁片一侧弯曲,在降低相同温度时,铜片比铁片收缩的程度大,铁片收缩的程度小,则用铜片和铁片制成的双金属片会向铜片一边弯曲.根据双金属片热胀冷缩原理进行分析.

    (2)通过表中的数据可知,t与△t的关系,由数据可出k1=0.15s/℃,因为Q0=W,所以Q=

    W

    0

    t

    0

    ,由此可得Q与△t的关系式.

    (3)根据温度差由Q=k2△t计算即可.

    (1)铜片和铁片制成的双金属片随温度的升高会向下弯曲,且弯曲程度随温度的升高而增大,当金属底板的温度达到设定的温度时,由于双金属片向下弯曲而使触点2与触点1分离,切断工作电路;同时当金属底板由于向环境散热而使温度降到设定的温度以下时,双金属片弯曲程度会变小,使触点2与触点1接触,接通工作电路,电热丝开始工作,将电能转化为内能,金属底板的温度升高;如此反复,维持金属底板的温度基本恒定.

    如果想提高金属底板的设定温度,应将升降螺丝向下移动.

    (2)由表格中的数据发现:

    t与△t成正比,即为:t=k1△t,代入数据可知:k1=0.15s/℃---------①

    每1min电熨斗消耗的电能为W=Pt,

    假定消耗的电能全部转化为热量,则每1min电热丝产生的热量为:Q0=W=Pt---------②

    设t0=1min=60s,

    可得:Q=

    W0

    t0=

    Pt

    t0,

    由①②式可得:Q=k2△t,其中k2=2J/℃.

    (3)温度差:△t=180℃-20℃=160℃,根据Q=k2△t可得:

    W=Qt0=k2△tt0=2J/℃×160℃×60s=1.92×104J.

    答:(1)铜片和铁片制成的双金属片随温度的升高会向下弯曲,且弯曲程度随温度的升高而增大,当金属底板的温度达到设定的温度时,由于双金属片向下弯曲而使触点2与触点1分离,切断工作电路;同时当金属底板由于向环境散热而使温度降到设定的温度以下时,双金属片弯曲程度会变小,使触点2与触点1接触,接通工作电路,电热丝开始工作,将电能转化为内能,金属底板的温度升高;如此反复,维持金属底板的温度基本恒定.

    如果想提高金属底板的设定温度,应将升降螺丝向下移动.

    (2)表达式:Q=k2△t,其中k2=2J/℃.

    (3)电热丝每1min内将消耗1.92×104J的电能.

    点评:

    本题考点: 电功的计算.

    考点点评: 此题主要是考查的双金属片热胀冷缩原理的运用和数据分析能力,会根据数据得出正比例的系数是本题的关键.