Question

13．由于雾霾天气的增多，空气净化器逐渐走进家庭，其工作过程是：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．其铭牌如表：

规格	额定电压	频率	额定功率	洁净空气量（CADR）
GH-2034A型	220V	50HZ	44W	138m3/h

（1）负电格栅板吸附灰尘的原理是异种电荷相吸引．
（2）取出使用一段时间后的活性炭，可以闻到刺激性的气味，说明分子在不停的做无规则运动．
（3）求该空气净化器正常工作时的电流．
（4）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如图丙，R₀为定值电阻，当浓度为0.031%，电压表示数为1V，求R₀阻值．
（5）当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于何值时空气净化器会自动报警．

Answer 1

分析 （1）由图甲，根据电荷间相互作用规律分析解答；
（2）由分子在做不停息的无规则运动分析解答；
（3）由P=UI计算空气净化器正常工作时的电流；
（4）由电路图结合图象，根据串联电路特点和欧姆定律计算R₀阻值；
（5）计算电压表示数为3V时R₁的阻值由图象得到二氧化碳浓度．

解答 解：
（1）由图甲知，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；
（2）由图甲知，活性碳吸附化学气体，又因为分子在不停的做无规则运动，所以使用一段时间后的活性炭取出后运动到空气中，从而使人闻到刺激性的气味；
（3）根据表中数据，由P=UI可得空气净化器正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A；
（4）由图乙知，R₁、R₀串联，电压表测R₀两端电压，
由图象知，当浓度为0.031%时，R₁=50Ω，电压表示数为1V，
由串联电路特点和欧姆定律知电路中电流：I=I₀=I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{U-{U}_{0}}{{R}_{1}}$，
所以：R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{{U}_{0}}{\frac{U{-U}_{0}}{{R}_{1}}}$=$\frac{1V}{\frac{6V-1V}{50Ω}}$=10Ω；
当电压表示数为3V时，R₁的$\frac{6V-3V}{\frac{3V}{10Ω}}$阻值：
R₁′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{U-{U}_{0}′}{\frac{{U}_{0}′}{{R}_{0}}}$=$\frac{6V-3V}{\frac{3V}{10Ω}}$=10Ω，
由图象知，R₁阻值越小，二氧化碳浓度越大，此时二氧化碳浓度为0.035%，即：当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于0.035%时空气净化器会自动报警．
故答案为：（1）异种电荷相吸引；（2）不停的做无规则运动；（3）该空气净化器正常工作时的电流0.2A；（4）R₀阻值为10Ω；（5）当电压表示数大于3V时，二氧化碳浓度大于0.035%时空气净化器会自动报警．

点评 本题考查了串联电路特点和欧姆定律的应用及电功率公式的应用，关键是从题中获取有效的信息．