题目内容
【题目】图甲所示是某型号超声波加湿器，下表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值．
型号 | XXX | 额定加湿量 | 15L/h |
额定电压 | 220V | 额定输入功率 | 500W |
水箱容量 | 25L | 循环风量 | 2000m3/h |
加湿效率 | ≥1.2×10-2L/(h·W) | 轮子与地面接触的总面积 | 6.0×10-4m2 |
净重 | 95kg | --- | |
利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量．如图乙所示，电源电压为24V，定值电阻R的阻值为120Ω，电流表的量程为0～100mA，电压表的量程为0～15V，湿敏电阻的阻值R0随湿度RH变化的关系图线如图丙所示，求：
（1）加湿器正常工作0.5h，通过风扇的空气质量和消耗的电能各为多少？（空气密度ρ=1.29kg/m3）
（2）装满水的加湿器对水平地面的压强为多少？（g取10N/kg）
（3）该电路能够测量的湿度范围是多少？
【答案】（1）9×105 J；
（2）2×106Pa；
（3）30%～90%
【解析】试题分析：（1）由表中数据得出，加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积为2000m3
由ρ=m/V可得，加湿器正常工作0.5h通过风扇的空气质量：m=ρV=1.29kg/m3×2000m3/h×0.5h=1290kg，由P=W/t可得，消耗的电能：W=Pt=500W×0.5×3600s=9×105J；
（2）加满水时，水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×25×10-3m3=25kg，
加湿器对水平地面的压力：F=G总=（m水+m加热器）g=（25kg+95kg）×10N/kg=1200N，
加湿器对水平地面的压强：p=F/S=1200N/6.0×104m2=2×10^6 Pa；
（3）电路最大电流I大=100mA=0.1A，由I=U/R可得，电路中的总电阻：R总=U/I大=24V/0.1A=240Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，湿敏电阻的阻值：R0 =R总-R=240Ω-120Ω=120Ω
由图丙可知，环境湿度为30%；当电压表的示数U0大=15V时，R两端的电压：UR=U-U0大=24V-15V=9V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，I=UR/R=U0大/R0′，即9V/120Ω=15V/R0′
解得：R0′=200Ω，
由图丙所示可知，此时的湿度为90%；所以，该电路能够测量的湿度范围是30%～90%
