Question

16．超聲波加濕器通電工作時(shí)，霧化片產(chǎn)生每秒170萬(wàn)次的高頻率振動(dòng)，將水拋離水面霧化成大量1μm～5μm的超微粒子（水霧），吹散到空氣中使空氣濕潤(rùn)，改變空氣的濕度．
圖甲所示是某型號(hào)超聲波加濕器，下表為其部分技術(shù)參數(shù)，其中額定加濕量是指加濕器正常工作1h霧化水的體積；循環(huán)風(fēng)量是指加濕器正常工作1h通過(guò)風(fēng)扇的空氣體積；加濕效率是指實(shí)際加濕量和實(shí)際輸入功率的比值．

額定加濕量Q額	15L/h
額定電壓U額	220V
額定功率P額	660W
水箱容量V	30L
加濕效率k	≥1.2×10-2L/（h•W）

（1）水霧化成超微粒子的過(guò)程不是（選填是或不是）汽化現(xiàn)象．加濕器正常工作時(shí)電流為3A，加滿水后最多能加濕2h．
（2）在沒(méi)有其他用電器接入電路的情況下，加濕器工作30min，標(biāo)有“3000imp/kW•h”的電能表指示燈閃爍了720次，此過(guò)程中加濕器的實(shí)際功率多少W？加濕器的加濕量Q_實(shí)至少為多少L/h？
（3）超聲波內(nèi)部有一個(gè)濕度監(jiān)測(cè)裝置，利用濕敏電阻可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境濕度的精確測(cè)量．圖乙中為該濕度監(jiān)測(cè)裝置的電路圖，已知電源電壓為24V，定值電阻R₀的阻值為120Ω，電流表的量程為0～100mA，電壓表的量程為0～15V，濕敏電阻的阻值R₀隨濕度RH變化的關(guān)系圖線如圖丙所示，請(qǐng)你根據(jù)該電路計(jì)算濕度監(jiān)測(cè)裝置能夠測(cè)量的濕度范圍．

Answer 1

分析 （1）物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程叫汽化；根據(jù)P=UI求出加濕器正常工作時(shí)的電流，根據(jù)“額定加濕量”求出加滿水后最多能加濕時(shí)間；
（2）知道“3000r/kW•h”（每消耗1kW•h電能轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)）和電能表轉(zhuǎn)數(shù)，可求消耗的電能，知道時(shí)間，求出實(shí)際輸入電功率，知道加濕效率，根據(jù)加濕效率公式求出實(shí)際加濕量．
（3）當(dāng)電路中的電流最大時(shí)濕敏電阻的阻值最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出濕敏電阻的阻值，然后根據(jù)圖象讀出對(duì)應(yīng)的濕度；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)濕敏電阻的阻值最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出濕敏電阻的阻值，由圖丙可知此時(shí)環(huán)境濕度，得出該電路能夠測(cè)量的濕度范圍．

解答 解：（1）水霧化成的超微粒子仍為液體，該過(guò)程不是汽化現(xiàn)象；
由P=UI可知，加濕器正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{660W}{220V}$=3A；
加滿水后最多能加濕的時(shí)間：
t=$\frac{30L}{15L/h}$=2h；
（2）加濕器消耗的電能：
W=$\frac{720}{3000}$×1kW•h=0.24kW•h=8.64×10⁵J，
加濕器實(shí)際功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8.64×1{0}^{5}J}{30×60s}$=480W，
因?yàn)榧訚裥�率k=$\frac{V}{P}$，最小值η=1.2×10^-2L/（h•W），
所以實(shí)際加濕量至少為：
Q=kP=1.2×10^-2L/（h•W）×480W=5.76L/h．
（3）電路最大電流I_大=100mA=0.1A，由I=$\frac{U}{R}$可得，電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{24V}{0.1A}$=240Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，濕敏電阻的阻值：
R₀=R_總-R=240Ω-120Ω=120Ω，
由圖丙可知，環(huán)境濕度為30%；
當(dāng)電壓表的示數(shù)U_0大=15V時(shí)，R兩端的電壓：
U_R=U-U_0大=24V-15V=9V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{{U}_{0大}}{{R}_{0}^{′}}$，即$\frac{9V}{120Ω}$=$\frac{15V}{{R}_{0}^{′}}$，
解得：R₀′=200Ω，
由圖丙所示可知，此時(shí)的濕度為90%；
所以，該電路能夠測(cè)量的濕度范圍是30%～90%；
故答案為：（1）不是；3；2；
（2）此過(guò)程中加濕器的實(shí)際功率480W；加濕器的加濕量Q_實(shí)至少為5.76L/h；
（3）濕度監(jiān)測(cè)裝置能夠測(cè)量的濕度范圍為30%～90%．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道信息給予題，認(rèn)真審題、根據(jù)題意獲取所需信息，應(yīng)用密度公式、電功公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．