Question

18．閱讀短文，回答問題．
智能潔具（智能馬桶、全自動洗碗機(jī)、智能浴缸等），具有溫水洗凈、暖風(fēng)烘干、殺菌等功能，已進(jìn)入百姓家庭．某智能潔具為確保安全，插頭帶漏電保護(hù)裝置，工作原理如圖甲，連接潔具的火線與零線穿過環(huán)形鐵芯，正常工作時，兩線中的電流相等；若火線與零線中的電流不等，繞在鐵芯上的線圈會產(chǎn)生電流，經(jīng)放大后通過電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)S切斷電源．這種潔具裝有紅外線感應(yīng)裝置，當(dāng)人靠近時，感應(yīng)裝置自動升起潔具蓋子；啟動洗凈功能，加熱器將水快速加熱至溫控裝置預(yù)設(shè)的溫度，水泵噴水實施清洗，噴水桿采用納米銀（直徑為納米級的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好；清洗結(jié)束，暖風(fēng)烘干機(jī)自動開啟烘干功能．下表為該潔具的部分參數(shù)．

額定電壓	220V	清洗噴水量	0.8L/min～1.2L/min
烘干機(jī)額定功率	180W	加熱器額定功率	2100W

（1）當(dāng)圖甲電磁鐵線圈中電流從b流向a時，電磁鐵下端是S極．
（2）潔具正常工作，按最大噴水量用設(shè)定為38℃的溫水清洗，加熱器的效率為多少？[水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃），室溫為18℃]．

Answer 1

分析 （1）運用安培定則判斷出電磁鐵下端的極性；
（2）假設(shè)清洗1min，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出噴出水的質(zhì)量，再根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出加熱器消耗的電能，再根據(jù)η=$\frac{Q}{W}$求出加熱器的效率．

解答 解：
（1）電流從b流向a時，根據(jù)安培定則，用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指指向a端，即上端是N極，下端為S極；
（2）假設(shè)清洗1min，最大噴水量為1.2L，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量：m=ρV=1×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg，
水吸收的熱量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.2kg×（38℃-18℃）=1.008×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加熱器加熱1min消耗的電能：
W=Pt=2100W×60s=1.26×10⁵J，
加熱器的效率：
η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{1.008×1{0}^{5}J}{1.26×1{0}^{5}J}$×100%=80%．
答：（1）S；
（2）加熱器的效率為80%．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對安培定則、密度、熱量、電功率、效率計算公式的理解和掌握，能夠從表中讀出有關(guān)數(shù)據(jù)是解決此題的關(guān)鍵，難度不是很大．