Question

10．如圖 1 所示是某型號超聲波加濕器，如表為其部分技術(shù)參數(shù)，其中加濕效率η值是實際加濕量Q_實和實際功率P_實的比值．

額定電壓	220V
加濕效率	≥1.2×10-2L/（h•W）
額定功率	440W

（1）加濕器正常工作時的電流為多少？
（2）在沒有其他用電器接入電路的情況下，加濕器工作 30min，標有“3000imp/（kW•h）”的電能表指示燈閃爍了 600 次，此過程中加濕器的加濕量 Q_實至少為多少 L/h？
（3）利用濕敏電阻 R₀可實現(xiàn)對環(huán)境濕度的精確測量．如圖 2 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 3 所示．該電路能夠測量的濕度范圍是多少？

Answer 1

分析 （1）加濕器正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時的電流；
（2）根據(jù)電表指針閃爍次數(shù)求出消耗的電能，然后可求得其實際功率，再利用加濕效率求出實際加濕量；
（3）當電路中的電流最大時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)圖象讀出對應的濕度；當電壓表的示數(shù)最大時濕敏電阻的阻值最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式即可求出濕敏電阻的阻值，由圖丙可知此時環(huán)境濕度，得出該電路能夠測量的濕度范圍．

解答 解：（1）加濕器正常工作時的電壓U=220N，功率P=440W，
由P=UI可得，加濕器正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{440W}{220V}$=2A；
（2）加濕器消耗的電能：
W=600×$\frac{1}{3000}$kW•h=0.2kW•h=7.2×10⁵J，
加濕器實際功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7.2×1{0}^{5}J}{30×60s}$=400W，
因加濕效率η值是實際加濕量Q_實和實際功率P_實的比值，
所以，實際加濕量至少為：
Q_實=ηP=1.2×10^-2L/（h•W）×400W=4.8L/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%；
當電壓表的示數(shù)U_0大=15V時，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，此時的濕度為90%；
所以，該電路能夠測量的濕度范圍是30%～90%．
答：（1）加濕器正常工作時的電流為2A；
（2）此過程中加濕器的加濕量 Q_實至少為4.8L/h；
（3）該電路能夠測量的濕度范圍是30%～90%．

點評 本題是一道信息給予題，認真審題、根據(jù)題意獲取所需信息，應用密度公式、電功公式、串聯(lián)電路特點與歐姆定律即可正確解題．