Question

【題目】如圖所示為某實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)除濕器，除濕器中的壓縮機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，除濕器的動(dòng)力，全部由壓縮機(jī)來(lái)提供。除濕器內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)由控制電路和工作電路兩部分組成，簡(jiǎn)化后的電路圖如中間圖所示。控制電路中的電源電壓U1＝12V，調(diào)控電咀R0的阻值范圍為0～1000Ω，R為裝在除濕器內(nèi)的濕敏電阻，其阻值隨相對(duì)濕度φ（空氣中含有水蒸氣的百分比，單位為：%RH）變化的圖象如右圖所示，L為磁控開(kāi)關(guān)，當(dāng)濕敏電阻R的阻值發(fā)生變化時(shí)，控制電路中線(xiàn)圈的電流隨之發(fā)生變化，當(dāng)電流大于或等于20mA時(shí)，L的兩個(gè)磁性彈片相互吸合，工作電路的壓縮機(jī)開(kāi)始帶動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行除濕。工作電路兩端電220V，Rg為保護(hù)電阻，磁控開(kāi)關(guān)L的線(xiàn)圈電阻不計(jì)。問(wèn)：

（1）壓縮機(jī)工作過(guò)程中內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)主要把電能轉(zhuǎn)化成_____能；當(dāng)S接通時(shí)，可判斷出圖中線(xiàn)圈上端P的磁極是_____極。

（2）由圖可知，濕敏電阻R的阻值隨著相對(duì)濕度的增加而變_____；若實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的相對(duì)濕度為60%RH，此時(shí)濕敏電阻R的阻值為_____Ω。

（3）因?qū)嶒?yàn)室內(nèi)有較敏感的器件，要求相對(duì)濕度控制在45%RH以?xún)?nèi)，則調(diào)控電阻R0的阻值不能超過(guò)多少？_____

（4）若除濕過(guò)程中工作電路的總功率為1100W，工作電路的電流為多少_____？已知保護(hù)電阻Rg＝2Ω，如果除濕器工作時(shí)磁控開(kāi)關(guān)L的磁性彈片有一半的時(shí)間是閉合的，則1h內(nèi)Rg消耗的電能是多少？_____

Answer 1

【答案】內(nèi) N 小 50 不能超過(guò)500Ω 5A 90000J

【解析】

（1）壓縮機(jī)在工作過(guò)程中利用做功方式改變了工作媒質(zhì)的內(nèi)能；所以主要把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；當(dāng)S接通時(shí)，由安培定則結(jié)合圖2知道，線(xiàn)圈的上端P的磁極是N極；

（2）由圖3知道，濕敏電阻R的阻值隨著相對(duì)濕度的增加而變小；且當(dāng)相對(duì)濕度為60%RH時(shí)，濕敏電阻R的阻值是50Ω；

（3）由圖3知道，當(dāng)相對(duì)濕度控制在45%RH時(shí)，濕敏電阻R的阻值是：R′=100Ω，又因?yàn)楫?dāng)電流I≥20mA=0.02A時(shí)，L的兩個(gè)磁性彈片相互吸合，工作電路的壓縮機(jī)開(kāi)始帶動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行除濕。由知道，此時(shí)電路中的總電阻是： ，由于串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時(shí)調(diào)控電阻R0 的阻值是：R0 =R總 -R′T =600Ω-100Ω=500Ω；

（4）因?yàn)樽詣?dòng)除濕器是在家庭電路中工作的，所以，電源電壓是：U0 =220V；由P=UI知道，；則保護(hù)電阻Rg 的功率Pg =I2 Rg =（5A）2 ×2Ω=50W，由于磁控開(kāi)關(guān)L的磁性彈片有一半的時(shí)間是閉合的，所以1h內(nèi)Rg 的工作時(shí)間是t=×3600s=1800s；所以呢，消耗的電能是：Wg =Pg t=50W×1800s=90000 J。