Question

【题目】如图所示为某实验室的自动除湿器，除湿器中的压缩机是整个系统的核心，除湿器的动力，全部由压缩机来提供。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如中间图所示。控制电路中的电源电压U1＝12V，调控电咀R0的阻值范围为0～1000Ω，R为装在除湿器内的湿敏电阻，其阻值随相对湿度φ（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如右图所示，L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电220V，Rg为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：

（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成_____能；当S接通时，可判断出图中线圈上端P的磁极是_____极。

（2）由图可知，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变_____；若实验室内部的相对湿度为60%RH，此时湿敏电阻R的阻值为_____Ω。

（3）因实验室內有较敏感的器件，要求相对湿度控制在45%RH以内，则调控电阻R0的阻值不能超过多少？_____

（4）若除湿过程中工作电路的总功率为1100W，工作电路的电流为多少_____？已知保护电阻Rg＝2Ω，如果除湿器工作时磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，则1h内Rg消耗的电能是多少？_____

Answer 1

【答案】内 N 小 50 不能超过500Ω 5A 90000J

【解析】

（1）压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能；所以主要把电能转化成内能；当S接通时，由安培定则结合图2知道，线圈的上端P的磁极是N极；

（2）由图3知道，湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变小；且当相对湿度为60%RH时，湿敏电阻R的阻值是50Ω；

（3）由图3知道，当相对湿度控制在45%RH时，湿敏电阻R的阻值是：R′=100Ω，又因为当电流I≥20mA=0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。由知道，此时电路中的总电阻是： ，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时调控电阻R0 的阻值是：R0 =R总 -R′T =600Ω-100Ω=500Ω；

（4）因为自动除湿器是在家庭电路中工作的，所以，电源电压是：U0 =220V；由P=UI知道，；则保护电阻Rg 的功率Pg =I2 Rg =（5A）2 ×2Ω=50W，由于磁控开关L的磁性弹片有一半的时间是闭合的，所以1h内Rg 的工作时间是t=×3600s=1800s；所以呢，消耗的电能是：Wg =Pg t=50W×1800s=90000 J。