Question

14．閱讀短文，回答問題
超聲波加濕器通電工作時(shí)，霧化片產(chǎn)生每秒170萬次的高頻率振動(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．

型號(hào)	XXX	額定加濕量	15L/h
額定電壓	220V	額定輸入功率	500W
水箱容量	25L	循環(huán)風(fēng)量	2000m3/h
加濕效率	≥1.2×10-2L/（h•W）	輪子與地面接觸的總面積	6.0×10-4m2
凈重	100kg	---

（1）加濕器正常工作時(shí)，每小時(shí)通過風(fēng)扇的空氣質(zhì)量為2580kg；加滿水時(shí)，加濕器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為2.08×10⁶Pa．（空氣密度ρ=1.29kg/m³，g取10N/kg）
（2）加濕器正常工作時(shí)的電流為2.27A，加滿水后最多能加濕1.67h．
（3）下列說法中錯(cuò)誤的是C
A．加濕器產(chǎn)生的超聲波是由霧化片振動(dòng)產(chǎn)生的
B．加濕器通電使霧化片振動(dòng)，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C．水霧化成超微粒子的過程是汽化現(xiàn)象
D．水霧化成超微粒子需要能量，說明分子間有引力
（4）在沒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，此過程中加濕器消耗的電能為8.64×10⁵J，實(shí)際加濕量至少為5.76L/h．
（5）利用濕敏電阻可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境濕度的精確測(cè)量．如圖乙所示，電源電壓為24V，定值電阻R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．該電路能夠測(cè)量的濕度范圍是30%～90%；將電壓表盤的相關(guān)刻度值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的濕度值，制成一個(gè)簡(jiǎn)易濕度計(jì)，該濕度計(jì)的刻度值分布是不均勻（選填“均勻”或“不均勻”）的．

Answer 1

分析 （1）加濕器正常工作時(shí)，由“循環(huán)風(fēng)量”可知1h通過風(fēng)扇的空氣體積，根據(jù)密度公式求出每小時(shí)通過風(fēng)扇的空氣質(zhì)量；根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，加濕器對(duì)水平地面的壓力等于水和加濕器的重力之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出加濕器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）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；
（3）物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫液化；分子之間存在引力和斥力；聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的；電流做功是把電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能；
（4）3000imp/（kW•h）的含義是：電路中每消耗1kW•h的電能，指示燈閃爍3000次，據(jù)此求出指示燈閃爍了720次消耗的電能，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出加濕器實(shí)際功率，根據(jù)表格中的加熱效率求出最少的實(shí)際加濕量；
（5）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；根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出電壓表的示數(shù)，然后判斷該濕度計(jì)的刻度值分布是否均勻．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，加濕器正常工作時(shí)，每小時(shí)通過風(fēng)扇的空氣質(zhì)量：
m=ρV=1.29kg/m³×2000m³/h×1h=2580kg；
加滿水時(shí)，水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×25×10^-3m³=25kg，
加濕器對(duì)水平地面的壓力：
F=G_總=（m_水+m_加熱器）g=（25kg+100kg）×10N/kg=1250N，
加濕器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1250N}{6.0×1{0}^{-4}{m}^{2}}$≈2.08×10⁶Pa；
（2）由P=UI可知，加濕器正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{500W}{220V}$≈2.27A；
加滿水后最多能加濕的時(shí)間：
t=$\frac{25L}{15L/h}$≈1.67h；
（3）A．加濕器產(chǎn)生的超聲波是由霧化片振動(dòng)產(chǎn)生的，故A正確；
B．加濕器通電使霧化片振動(dòng)，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B正確；
C．水霧化成的超微粒子仍為液體，該過程不是汽化現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；
D．水霧化成超微粒子需要能量，說明分子間有引力，故D正確；
故選C；
（4）加濕器消耗的電能：
W=$\frac{720}{3000}$kW•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，
因加濕效率≥1.2×10^-2L/（h•W），
所以實(shí)際加濕量至少為：
V=ηP=1.2×10^-2L/（h•W）×480W=5.76L/h；
（5）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%；
電壓表示數(shù)：U_V=U-IR=U-$\frac{U}{R+{R}_{0}}$R，電壓表示數(shù)與R₀不成正比，濕度計(jì)的刻度值分布不均勻的．
故答案為：（1）2580；2.08×10⁶；（2）2.27；1.67；（3）C；（4）8.64×10⁵；5.76；（5）30%～90%；不均勻．

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、電功率公式、效率公式、壓強(qiáng)公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題．