Question

18．阅读短文，回答问题．
智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家庭．某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源．这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能．下表为该洁具的部分参数．

额定电压	220V	清洗喷水量	0.8L/min～1.2L/min
烘干机额定功率	180W	加热器额定功率	2100W

（1）当图甲电磁铁线圈中电流从b流向a时，电磁铁下端是S极．
（2）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为多少？[水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃），室温为18℃]．

Answer 1

分析 （1）运用安培定则判断出电磁铁下端的极性；
（2）假设清洗1min，根据ρ=$\frac{m}{V}$求出喷出水的质量，再根据Q=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；根据P=$\frac{W}{t}$求出加热器消耗的电能，再根据η=$\frac{Q}{W}$求出加热器的效率．

解答 解：
（1）电流从b流向a时，根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指指向a端，即上端是N极，下端为S极；
（2）假设清洗1min，最大喷水量为1.2L，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：m=ρV=1×10³kg/m³×1.2×10^-3m³=1.2kg，
水吸收的热量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.2kg×（38℃-18℃）=1.008×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加热器加热1min消耗的电能：
W=Pt=2100W×60s=1.26×10⁵J，
加热器的效率：
η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{1.008×1{0}^{5}J}{1.26×1{0}^{5}J}$×100%=80%．
答：（1）S；
（2）加热器的效率为80%．

点评 此题主要考查的是学生对安培定则、密度、热量、电功率、效率计算公式的理解和掌握，能够从表中读出有关数据是解决此题的关键，难度不是很大．