Question

圖4為一種電飯煲的工作原理。下面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4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的影響？怎樣影響？

（5）聽到“啪”的一聲后又過了10min，指示燈又發光，一會兒指示燈又熄滅了。分析在相同條件下，不同種類金屬的熱膨脹程度是否一樣？

（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

(1)這樣的用電器一旦發生漏電，可能會導致觸電事故．應該安裝一個地線，即把用電器外殼與導線連接，再通過三腳插頭與插座的地線相接．(2)從圖4可以看出，電源是通過雙金屬片上的觸點與發熱體、指示燈相連通的，一旦接上電源，發熱體和指示燈都會工作；而與開關相連的兩根電源導線是直接接在并聯的發熱體和指示燈上的，所以，不用按開關，指示燈就發亮，按下開關后指示燈亮度不變．即此時開關不起作用。(3)發熱體工作了15min后，把水燒至沸騰，大量的水汽化后遇冷又液化，因而可以看見大量“白氣”生成．

    (4)“啪”的一聲，是俗稱的電飯煲“跳閘”．此前，開關按下，通過連桿永磁體E將感溫軟磁體D磁化而吸合，使主電路的觸點閉合而工作，一段時間后，安裝在鍋底部的電路元件感溫軟磁體D受熱到一定溫度時，其磁性會驟然下降或消失，在重力作用下通過連桿使開關跳起，觸點分離而斷電，并發出響聲．溫度降低時，感溫軟磁體D又能被永磁體E磁化．看來，感溫軟磁體的磁性可能受溫度因素影響，且溫度越高，磁性越弱．

    (5)指示燈反復亮、滅，這個現象說明只與雙金屬片相連的觸點的閉合與斷開有關，從而控制發熱體和指示燈的工作．雙金屬片受熱形變而使動觸點下移與靜觸點分離，指示燈不亮．當溫度下降到一定程度時，雙金屬片收縮而使動觸點上移與靜觸點閉合導通，指示打發光．這表明雙金屬片受溫度影響時A金屬片比B金屬片熱脹冷縮的形變量要大．可見，在相同條件下，不同種類金屬的熱脹冷縮程度可能是不一樣的．(6)要想獲得恒溫的溫水，只要把插頭插入電源插座，不必按下開關便可． (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．

    (不要求學生一定要提到“103℃”，只要能提到溫度高會使感溫軟磁體失去磁性即可．)