Question

18．閱讀短文，回答文后的問題
超聲波加濕器
超聲波加濕器通電工作時，霧化片產生每秒170萬次的高頻率振動，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，改變空氣的濕度．
圖甲所示是某型號超聲波加濕器，如表為其部分技術參數，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)風量是指加濕器正常工作1h通過風扇的空氣體積；加濕效率是指實際加濕量和實際輸入功率的比值．

型號	×××	額定加濕量	15L/h
額定電壓	220V	額定輸入功率	550W
水箱容量	20L	循環(huán)風量	1000m3/h
加濕效率	≥1.2×10-2L/（h•W）	每個輪子與地面接觸的面積	1.0×10-4m2
凈重	80kg

（1）加濕器正常工作時，每小時通過風扇的空氣質量為1290kg；加滿水時，加濕器對水平地面的壓強為2.5×10⁶Pa．（空氣密度ρ=1.29kg/m³，g取10N/kg）
（2）加濕器正常工作時的電流為2.5A，加滿水后最多能加濕1.33h．
（3）下列說法中錯誤的是B．
A、水霧化成超微粒子需要能量，說明分子間有引力
B、水霧化成超微粒子的過程是汽化現(xiàn)象
C、加濕器通電使霧化片振動，電能主要轉化為機械能
D、加濕器產生的超聲波是由霧化片振動產生的
（4）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720次，此過程中加濕器消耗的電能為8.64×10⁵J，實際加濕量至少為5.76L/h．
（5）利用濕敏電阻可實現(xiàn)對環(huán)境濕度的精確測量，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變化的關系圖線如圖丙所示，該電路能夠測量的濕度范圍是30%～90%；將電壓表表盤的相關刻度值轉化為對應的濕度值，制成一個簡易濕度計，該濕度計的刻度值分布是不均勻（選填“均勻”或“不均勻”）的．

Answer 1

分析 （1）知道空氣密度和體積，利用m=ρV求出空氣的質量；求出加滿水時加濕器對地面的壓力，然后由壓強公式求出壓強；根據表中數據求出加濕時間．
（2）已知額定電壓和額定功率，利用P=UI可求得加濕器正常工作時的電流；
（3）根據題干提供的信息分析判斷；
（4）知道“3000r/kW•h”（每消耗1kW•h電能轉盤轉3000轉）和電能表轉數，可求消耗的電能，知道時間，求出實際輸入電功率，知道加濕效率，根據加濕效率公式求出實際加濕量．
（5）由串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出濕敏電阻阻值，然后由圖丙所示圖象求出濕度．

解答 解：
（1）由表中數據得出，加濕器正常工作1h通過風扇的空氣體積V=1000m³，
則由ρ=$\frac{m}{V}$得加濕器正常工作時，每小時通過風扇的空氣質量：
m=ρV=1.29kg/m³×1000m³=1290kg；
由ρ=$\frac{m}{V}$得加滿水時水的質量：
m_水=ρ_水V_水=1×10³kg/m³×20×10^-3m³=20kg，
加濕器對水平地面的壓力：
F=G=mg=（80kg+20kg）×10N/kg=1000N，
加濕器對水平地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1000N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.5×10⁶Pa；
（2）由P=UI可得，
加濕器正常工作時的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{550W}{220V}$=2.5A，
加滿水后最多能加濕的時間：
t=$\frac{20L}{15L/h}$=$\frac{4}{3}$h≈1.33h；
（3）A、水霧化成超微粒子需要能量，說明分子間有引力，故A正確；
B、水霧化成的超微粒子仍為液體，該過程不是汽化現(xiàn)象，故B錯誤；
C、加濕器通電使霧化片振動，電能主要轉化為機械能，故C正確；
D、由題知，超聲波加濕器通電工作時，霧化片產生每秒170萬次的超聲波，聲音是由物體振動產生的，則
加濕器產生的超聲波是由霧化片振動產生的，故D正確．
本題選錯誤的．故選B．
（4）加濕器消耗的電能：
W=$\frac{720}{3000}$×1kW•h=0.24kW•h=8.64×10⁵J，
加濕器實際功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8.64×1{0}^{5}J}{30×60s}$=480W，
因為加濕效率η=$\frac{V}{P}$，最小值η=1.2×10^-2L/（h•W），
所以實際加濕量至少為：
V=ηP=1.2×10^-2L/（h•W）×480W=5.76L/h．
（5）電路最大電流為：100mA=0.1A，電阻R兩端電壓：U_R=IR=0.1A×120Ω=12V，
此時R₀兩端電壓：U₀=U-U_R=24V-12V=12V，電阻阻值：R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{12V}{0.1A}$=120Ω，
由圖丙所示可知，此時濕度為30%；
R₀兩端最大電壓：U₀′=15V，此時電路電流：I′=$\frac{U-{U}_{0}}{R}$=$\frac{24V-15V}{120Ω}$=0.075A，
R₀的阻值：R₀′=$\frac{{U}_{0}^{′}}{I′}$=$\frac{15V}{0.0075A}$=200Ω，由圖丙所示可知，此時的濕度為90%；
電壓表示數：U_V=U-IR=U-$\frac{U}{R+{R}_{0}}$R，電壓表示數與R₀不成正比，濕度計的刻度值分布是不均勻的．
故答案為：（1）1290；2.5×10⁶；（2）2.5；1.33；（3）B；（4）8.64×10⁵；5.76；
（5）30%～90%；不均勻．

點評 本題是一道信息給予題，認真審題、根據題意獲取所需信息，應用密度公式、壓強公式、電功率公式即可正確解題；解題時注意利用好加濕效率的定義．