Question

20．韓國設(shè)計(jì)師打造了一款非傳統(tǒng)意義上的雨傘（如圖甲）．這款另類雨傘沒有傘蓋，空氣從下面的進(jìn)氣口進(jìn)入，經(jīng)高速直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇后從上面的噴氣口噴出，形成一道氣幕．這道氣幕能夠起到傘蓋的作用，在使用者與雨水之間形成一道穩(wěn)固的屏障，用來阻擋雨水．此外，使用者還可以控制傘柄的長度以及空氣蓋的大�。疄榱朔�(wěn)定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)連接了一個(gè)PTC陶瓷元件（如圖乙）．PTC有一個(gè)根據(jù)需要設(shè)定的溫度叫做“居里點(diǎn)溫度”，低于這個(gè)溫度時(shí)，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個(gè)溫度時(shí)，電阻值則隨溫度的升高而增大．

（1）這種氣幕傘使用的PTC元件，其電阻隨溫度變化的圖象如圖丙，由圖可知，該P(yáng)TC材料的居里點(diǎn)溫度為35℃．
（2）你認(rèn)為這種氣幕傘的設(shè)計(jì)或在使用過程中有何不足消耗電能（寫出一點(diǎn)即可）?
（3）這種氣幕傘上使用的直流電動(dòng)機(jī)，標(biāo)有“12V、80W”的字樣，若在額定電壓下持續(xù)使用半個(gè)小時(shí)，則消耗多少電能？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題目提供的“居里點(diǎn)溫度”特點(diǎn)，由圖象可求出居里點(diǎn)溫度；
（2）根據(jù)沒有傘蓋和消耗電能進(jìn)行解答；
（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，已知額定功率和額定電壓下工作時(shí)間，可以得到消耗的電能．

解答 解：（1）由題意可知，PTC有個(gè)“居里點(diǎn)溫度”，低于這個(gè)溫度時(shí)，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個(gè)溫度時(shí)，電阻值則隨溫度的升高而增大，結(jié)合圖象可知，該P(yáng)CT材料的居里點(diǎn)溫度為35℃；
（2）這種氣幕傘的設(shè)計(jì)或在使用過程中的不足：消耗電能（消耗能源）、不符合綠色環(huán)保理念、不符合低碳經(jīng)濟(jì)潮流、只能遮雨不能遮陽、雨極易濺到他人身上、刮大風(fēng)時(shí)雨仍會(huì)吹到人身上、電池耗盡后不能使用等；
（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的功率P_M=80W=0.08kW，
因?yàn)镻=$\frac{W}{t}$，
所以消耗的電能為W=Pt=0.08kW×0.05h=0.04kW•h．
故答案為：（1）35；
（2）不符合低碳經(jīng)濟(jì)潮流、電池耗盡后不能使用；
（3）此電動(dòng)機(jī)消耗的電能為0.04kW•h．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)居里點(diǎn)的理解、氣幕傘的設(shè)計(jì)或在使用過程的不足、電能的計(jì)算等，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高，有一定的難度．