Question

20．韩国设计师打造了一款非传统意义上的雨伞（如图甲）．这款另类雨伞没有伞盖，空气从下面的进气口进入，经高速直流电动机驱动风扇后从上面的喷气口喷出，形成一道气幕．这道气幕能够起到伞盖的作用，在使用者与雨水之间形成一道稳固的屏障，用来阻挡雨水．此外，使用者还可以控制伞柄的长度以及空气盖的大小．为了稳定电动机转速，电动机连接了一个PTC陶瓷元件（如图乙）．PTC有一个根据需要设定的温度叫做“居里点温度”，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大．

（1）这种气幕伞使用的PTC元件，其电阻随温度变化的图象如图丙，由图可知，该PTC材料的居里点温度为35℃．
（2）你认为这种气幕伞的设计或在使用过程中有何不足消耗电能（写出一点即可）?
（3）这种气幕伞上使用的直流电动机，标有“12V、80W”的字样，若在额定电压下持续使用半个小时，则消耗多少电能？

Answer 1

分析 （1）根据题目提供的“居里点温度”特点，由图象可求出居里点温度；
（2）根据没有伞盖和消耗电能进行解答；
（3）电动机正常工作时的功率和额定功率相等，已知额定功率和额定电压下工作时间，可以得到消耗的电能．

解答 解：（1）由题意可知，PTC有个“居里点温度”，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，结合图象可知，该PCT材料的居里点温度为35℃；
（2）这种气幕伞的设计或在使用过程中的不足：消耗电能（消耗能源）、不符合绿色环保理念、不符合低碳经济潮流、只能遮雨不能遮阳、雨极易溅到他人身上、刮大风时雨仍会吹到人身上、电池耗尽后不能使用等；
（3）电动机正常工作时的功率P_M=80W=0.08kW，
因为P=$\frac{W}{t}$，
所以消耗的电能为W=Pt=0.08kW×0.05h=0.04kW•h．
故答案为：（1）35；
（2）不符合低碳经济潮流、电池耗尽后不能使用；
（3）此电动机消耗的电能为0.04kW•h．

点评 本题考查了学生对居里点的理解、气幕伞的设计或在使用过程的不足、电能的计算等，对学生的综合能力要求较高，有一定的难度．