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(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，改變空氣的濕度．
圖甲所示是某型號(hào)超聲波加濕器，如表為其部分技術(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)	×××	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(fēng)量	1000m3/h
加濕效率	≥1.2×10-2L/（h•W）	每個(gè)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(shí)，每小時(shí)通過風(fēng)扇的空氣質(zhì)量為1290kg；加滿水時(shí)，加濕器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)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(shí)的電流為2.5A，加滿水后最多能加濕1.33h．
（3）下列說法中錯(cuò)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(dòng)，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D、加濕器產(chǎn)生的超聲波是由霧化片振動(dòng)產(chǎn)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(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，該電路能夠測量的濕度范圍是30%～90%；將電壓表表盤的相關(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）知道空氣密度和體積，利用m=ρV求出空氣的質(zhì)量；求出加滿水時(shí)加濕器對(duì)地面的壓力，然后由壓強(qiáng)公式求出壓強(qiáng)；根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出加濕時(shí)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(shí)的電流；
（3）根據(jù)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(zhuǎn)盤轉(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．
（5）由串聯(lián)電路特點(diǎn)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(shù)據(jù)得出，加濕器正常工作1h通過風(fēng)扇的空氣體積V=1000m³，
則由ρ=$\frac{m}{V}$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/m³×1000m³=1290kg；
由ρ=$\frac{m}{V}$得加滿水時(shí)水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水=1×10³kg/m³×20×10^-3m³=20kg，
加濕器對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=（80kg+20kg）×10N/kg=1000N，
加濕器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
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(shí)的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{550W}{220V}$=2.5A，
加滿水后最多能加濕的時(shí)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(cuò)誤；
C、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C正確；
D、由題知，超聲波加濕器通電工作時(shí)，霧化片產(chǎn)生每秒170萬次的超聲波，聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的，則
加濕器產(chǎn)生的超聲波是由霧化片振動(dòng)產(chǎn)生的，故D正確．
本題選錯(cuò)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(shí)際功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8.64×1{0}^{5}J}{30×60s}$=480W，
因?yàn)榧訚裥�率�?$\frac{V}{P}$，最小值η=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）電路最大電流為：100mA=0.1A，電阻R兩端電壓：U_R=IR=0.1A×120Ω=12V，
此時(shí)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(shí)濕度為30%；
R₀兩端最大電壓：U₀′=15V，此時(shí)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(shí)的濕度為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(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、壓強(qiáng)公式、電功率公式即可正確解題；解題時(shí)注意利用好加濕效率的定義．