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【题目】阅读短文,回答问题: 空气净化器
空气中PM2.5颗粒是灰霾天能见度降低的主要原因.研究表明,当空气中颗粒的直径越接近可见光的波长(波在一个周期内传播的距离叫做波长),颗粒对光的“消光”能力就越强.由于雾霾天气的增多,空气净化器逐渐走入家庭,其工作过程(如图甲)是:脏空气进入净化器时,灰尘被正电钨丝放电而带上正电,流到负电路栅板时,带电灰尘被吸附.此后经过活性炭层时,化学有毒气体被吸附,排出空气的污染物浓度大幅降低,多次循环后变成洁净空气.
洁净空气量(CADR)是反映其净化能力的性能指标,CADR值越大,其净化效率越高.利用CADR值,可以评估其在运行一定时间后,去除室内空气污染物的效果.按下列公式计算CADR:CADR=2.3V/t(V:房间容积;t:空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间.)其铭牌如表:
规格 | 额定电压 | 频率 | 额定功率 | 洁净空气量(CADR) |
KJFB2000型 | 220V | 50HZ | 55W | 200m3/h |
(1)若可见光的频率约为5×1014Hz(光的波长和频率的关系可以表示为:波速=波长×频率).则可以推算出PM2.5中对能见度造成较大影响的颗粒直径与下列哪一个值最接近 .
A.2.5μm
B.0.4μm
C.0.6μm
D.6μm
(2)负电格栅板吸附灰尘的原理是 . 该净化器插头插入家中插座后,图甲中钨丝和电格栅板(选填“肯定是”、“可能是”“一定不是”)分别直接接到火线和零线上.
(3)该空气净化器正常工作时的电流为A,工作一天需要消耗电能度.
(4)某房间的使用面积为18m2 , 高度是3m.此空气净化器(能/不能)在半小时内使房间污染物浓度下降90%.
(5)可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件,图乙为其控制电路,电源电压保持6V恒定,R1为可变电阻,其阻值随二氧化碳浓度变化如图丙,R0为定值电阻,当浓度为0.031%时,电压表示数为1V,则R0阻值为Ω,当电压表示数大于3V时,二氧化碳浓度大于%,此时空气净化器会自动报警.
【答案】
(1)C
(2)异种电荷相互吸引;一定不是
(3)0.25;1.32
(4)不能
(5)10;0.035
【解析】解:(1)根据c=λf,空气中PM2.5颗粒的直径: d=λ= =6×10﹣7m=0.6μm.
最接近0.6μm的为C,故选C;(2)由题意可知,正电钨丝使灰尘带正电,因为异种电荷相吸引,所以负电格栅板能吸附灰尘的;
钨丝要在几十千伏的高压下放电而使灰尘带上正电,而家庭电路中的电压只有220V,故甲中钨丝和电格栅板一定不是分别直接接到火线和零线上;(3)由上表可知,该空气净化器的额定电压为220V,额定功率为55W,根据P=UI,正常工作时的电流为:
I= =0.2A,工作一天需要消耗电能:
W=Pt=55×10﹣3 kW×24h=1.32度;(4)由题房间体积V=Sh,由表格数据知:洁净空气量CADR=200m3/h,
所以使房间污染物浓度下降90%的时间:
t= =0.621h>0.5h,故此空气净化器不能在半小时内使房间污染物浓度下降90%.(5)由图丙可知,当二氧化碳浓浓度为0.031%时,由图丙知,R1=50Ω,因电压表示数为1V,由串联电路电压的规律,
R1的电压:
U1=U﹣U表=6V﹣1V=5V,
根据分压原理:
R0= ×R1= ×50Ω=10Ω;
当电压表示数大于3V时,根据串联电路电压的规律,R1的电压U1′<U﹣U表′=6V﹣3V=3V,根据分压原理,
R1<10Ω,因二氧化碳浓度越大,R1越小,由图丙知二氧化碳浓度大于0.035%.
所以答案是:(1)C;(2)异种电荷相互吸引;一定不是;(3)0.25;1.32;(4)不能;(5)10;0.035.
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用是解答本题的根本,需要知道欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR).