试题

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．

（1）小明为了搞明白电熨斗的工作原理，专门查阅了相关资料，得知：①双金属片是把长和宽都相同的铜片和铁片紧紧地粘在一起做成的．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．②调温电熨斗的双金属位于金属底板上方附近．请回答：调温电熨斗在工作过程中是如何实现金属底板温度基本恒定的？如果想提高金属底板的设定温度，应将升降螺丝向上移动还是向下移动？
（2）小明在使用电熨斗时发现，室温不变，设定温度越高，每1min电熨斗的工作指示灯亮的时间越长；进一步研究又发现，当设定温度不变，环境温度越低，每1min电熨斗的工作指示灯亮的时间越长．小明查阅资料锝知，其他条件相同，两个物体间温度差不太大的情况下，散热速度与温度差成正比．小明为了探究该电熨斗的散热速度和电熨斗底板与环境温度差的关系，在电熨斗底扳已然达到设定温度后将其竖直放置处于等待状态的情况下，通过实验得到如下数据：

电熨斗每1min工作时间t/s	15	18	21	24	27	30
电熨斗底板与环境的温度差△t/℃	100	120	140	160	180	200

假定电熨斗每1s散发的热量为Q，请你帮助小明写出Q与△t的关系式．
（3）利用第2问的结果回答：如果使用该电熨斗在温度为20℃的房间熨烫毛料西服，要求电熨斗表面温度约为180℃．问该电熨斗表面温度已然达到要求，在竖直放置处于等待状态的情况下，电热丝每1min内将消耗多少电能？

解：（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．
解：（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．