Question

圖4為一種電飯煲的工作原理圖．下現是王寧同學對電飯煲工作原理的研究，請你也參與共同探討．
按下、扳起電飯煲的開關，有一種“粘連”“吸引”的感覺，取出飯鍋，發現電飯煲的底部有一個凸起物，它可以上下彈動，能被磁鐵吸引．王寧同學通過用這個電飯煲做米飯和燒水來研究它的工作情況，請回答他在使用過程中發現的如下問題．
（1）圖中只有兩根外接導線，這樣的用電器有什么危害？應當怎樣加以完善？
（2）將三腳插頭插入電源插座，不用按開關，指示燈就發亮，按下開關后，指示燈亮度不變．此時為什么開關對指示燈的亮度沒有影響？
（3）電飯煲工作了15min，會出現大量“白氣”，這些“白氣”是怎樣形成的？
（4）電飯煲工作了25min，聽到“啪”的一聲，指示燈不亮了．以此推測，感溫軟磁體的磁性可能受什么因素影響？怎樣影響？
（5）聽到“啪”的一聲后又過了10min，指示燈又發光，一會兒指示燈又熄來了，分析在相同條件下，不同種類金屬的熱脹冷縮程度是否一樣？
（6）要想獲得恒溫的溫水，你可以怎樣做？
（7）電飯煲使用較長一段時間后，常常在飯未完全熟透時就“跳閘”，這樣就會出現“夾生飯”請問這種情況電飯煲可能在什么地方出現了故障？為什么？

Answer 1

解：（1）只有兩根外接導線，這樣的用電器危害是：一旦發生漏電會導致觸電事故；完善方法是：把用電器外殼與導線連接通過三角插頭與插座的地線相連．
（2）插上電源后，通過雙金屬片的觸點使發熱體R和指示燈并聯后與電源連通，所以指示燈亮．按下開關后，發熱體R與指示燈仍然并聯在電源上，
開關的斷、閉未改變電路連接情況，所以指示燈的亮度不受影響，
（3）電飯煲工作了15min，水沸騰后，產生大量的熱水蒸氣，水蒸氣從鍋內冒出遇到溫度較低的空氣，遇冷液化成小水珠懸浮在空氣中，形成白氣．
（4）感溫軟磁體的磁性可能受溫度的影響，隨溫度升高，磁性減弱；感溫軟磁體在溫度達到一定值時，其磁性消失，使觸點分離而斷電，發熱體、指示燈不工作．
（5）指示燈反復亮、滅說明與雙金屬片相連的低溫控制開關有關，當剛接通電源溫度較低時，雙金屬片觸點開關接觸，發熱體和指示燈工作，
當溫度逐漸升高，雙金屬片由于膨脹而發生彎曲，從而使觸點分離斷電，發熱體、指示燈不工作，這是造成指示燈反復亮、滅的原因．
雙金屬片是由兩片不同金屬制成，當升溫相同時，它們的膨脹程度不同，一側膨脹大，一側膨脹小，從而造成雙金屬片的彎曲，所以相同條件下，不同類型的金屬熱脹冷縮程度不同．
（6）要獲得恒溫的水，只接通電源不必按下開關，即可實現保溫狀態．
（7）故障可能是由于感溫軟磁體老化引起的．因為正常的感溫軟磁體是在103℃左右才基本失去磁性，永磁體被重力拉向下而帶動連桿，使主電路中的觸點分離而斷電（此時為正常跳閘）．但如果感溫軟磁體老化，在溫度未達103℃時就失去磁性，使主電路中的觸點分離而斷電，飯未熟透就會出現“夾生飯”了．
分析：（1）為了安全用電，用電器要接地，使用三孔插座或三孔插頭．
（2）從指示燈與電飯鍋的發熱體串并聯關系分析．
（3）水蒸汽液化變為小水珠，形成白氣．
（4）軟磁性材料的磁性與溫度有關，溫度越高，磁性越弱．
（5）不同材料的熱脹冷縮系數不同，在相同條件下熱脹冷縮程度不同．
（6）根據電飯鍋的溫控原理知：只接通電源不必按下開關，電飯鍋處于保溫狀態，可實現水的保溫．
（7）根據用電器使用較長時候后，由于各元件老化而性能降低進行分析即可．
點評：學生要對七個問題做出正確的解答，必須對電飯鍋的電路工作原理、機械工作原理、電工知識、電磁知識、熱學知識等都融匯貫通；七個問題將電飯鍋的知識弄得清清楚楚、明明白白，是一道難得的好題．