Question

【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？

Answer 1

【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%