Question

【題目】某制作小組所設計的電飯鍋，其結構如圖所示，控制系統中的感溫磁體與受熱面固定在一起，當溫度低于103℃時，感溫磁體具有磁性。

煮飯時用手向下按動開關，通過輕質傳動桿AOB使永久磁體和感溫磁體吸合，觸點閉合，電路接通，發熱板開始發熱。當溫度達到103℃時，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，通過傳動桿使觸點分開，發熱板停止發熱。

（1）畫出使觸點分開時B點受到的力和力臂 __________。

（2）若用4N的力按下開關，B端受到的阻力為1N，則動力臂和阻力臂之比為_______，如果手按下的距離為0.5cm，則永久磁體和感溫磁體之間的距離至少是________cm。

（3）用電飯鍋燒水（在標準氣壓下），水沸騰時______（能/不能）自動斷電。

Answer 1

【答案】 1：4 2 不能

【解析】（1）由題知，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，則使觸點分開時B點受到的力是豎直向下的，由此畫出B點受到的力，再由支點O作這個力作用線的垂線段，即為其力臂L，如圖所示：

（2）若用4N的力按下開關，即動力FA＝4N，B端受到的阻力FB＝1N，由杠桿的平衡條件有：FALA＝FBLB，所以動力臂和阻力臂之比：；由題意和圖示可知，手按下開關時，B端上升的升高應等于永久磁體和感溫磁體之間的距離，由功的原理有：FAhA＝FBhB，所以永久磁體和感溫磁體之間的距離：L＝hB＝＝2cm；（3）由題知，當溫度達到103℃時，感溫磁體失去磁性，永久磁體受重力及彈簧的彈力作用而落下，通過傳動桿使觸點分開，發熱板停止發熱，在標準大氣壓下水的沸點為100℃，則水沸騰時感溫磁體不會失去磁性，故不能將觸點分開而自動斷電。