Question

【題目】圖甲所示是某型號超聲波加濕器，下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	XXX	額定加濕量	15L/h
額定電壓	220V	額定輸入功率	500W
水箱容量	25L	循環風量	2000m3/h
加濕效率	≥1.2×10-2L/(h·W)	輪子與地面接觸的總面積	6.0×10-4m2
凈重	95kg	---

利用濕敏電阻可實現對環境濕度的精確測量．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，求：

（1）加濕器正常工作0.5h，通過風扇的空氣質量和消耗的電能各為多少？（空氣密度ρ=1.29kg/m3）

（2）裝滿水的加濕器對水平地面的壓強為多少？（g取10N/kg）

（3）該電路能夠測量的濕度范圍是多少？

Answer 1

【答案】（1）9×105 J；

（2）2×106Pa；

（3）30%～90%

【解析】試題分析：（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為2000m3

由ρ=m/V可得，加濕器正常工作0.5h通過風扇的空氣質量：m=ρV=1.29kg/m3×2000m3/h×0.5h=1290kg，由P=W/t可得，消耗的電能：W=Pt=500W×0.5×3600s=9×105J；

（2）加滿水時，水的質量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×25×10-3m3=25kg，

加濕器對水平地面的壓力：F=G總=（m水+m加熱器）g=（25kg+95kg）×10N/kg=1200N，

加濕器對水平地面的壓強：p=F/S=1200N/6.0×104m2=2×10^6 Pa；

（3）電路最大電流I大=100mA=0.1A，由I=U/R可得，電路中的總電阻：R總=U/I大=24V/0.1A=240Ω，

因串聯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，環境濕度為30%；當電壓表的示數U0大=15V時，R兩端的電壓：UR=U-U0大=24V-15V=9V，

因串聯電路中各處的電流相等，所以，I=UR/R=U0大/R0′，即9V/120Ω=15V/R0′

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%