Question

13．超聲波加濕器通電工作時(shí)，霧化片產(chǎn)生每秒170萬次額高頻率振動(dòng)，將水拋離水面霧化成大量1μm～5μm的超微粒子（霧化），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，下表為其部分參數(shù)，其中額定加濕量是指加濕器正常工作1h霧化水的體積．

額定加濕量Q額	15L/h	額定功率P額	660W
額定電壓U額	220V	水箱容量V	30L

（1）加濕器正常工作時(shí)電流為3A；
（2）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”（imp：指示燈閃爍次數(shù)）的電能表指示燈閃爍了720次，此過程中加濕器的實(shí)際功率多少W？
（3）超聲波內(nèi)部有一個(gè)濕度監(jiān)測裝置，利用濕敏電阻可實(shí)現(xiàn)對環(huán)境濕度的精確測量．圖乙中為該濕度監(jiān)測裝置的電路圖，已知電源電壓為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，請你根據(jù)該電路計(jì)算濕度監(jiān)測裝置能夠測量的濕度范圍．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=UI求出加濕器正常工作時(shí)的電流；
（2）根據(jù)3000imp/kW•h”的含義，可求消耗的電能，知道時(shí)間，求加濕器的實(shí)際功率；
（3）當(dāng)電路中的電流最大時(shí)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(yīng)的濕度；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)濕敏電阻的阻值最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)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(shí)環(huán)境濕度，得出該電路能夠測量的濕度范圍．

解答 解：（1）水霧化成的超微粒子仍為液體，該過程不是汽化現(xiàn)象；
由P=UI可知，加濕器正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{660W}{220V}$=3A；
（2）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；
（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(dāng)電壓表的示數(shù)U_0大=15V時(shí)，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(shí)的濕度為90%；
所以，該電路能夠測量的濕度范圍是30%～90%；
故答案為：（1）3；
（2）此過程中加濕器的實(shí)際功率480W；
（3）濕度監(jiān)測裝置能夠測量的濕度范圍為30%～90%．

點(diǎn)評 本題考查電功公式、串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律及電能表參數(shù)的運(yùn)用，關(guān)鍵是從題中獲取有效 的信息．