Question

1．工业超声波加湿器通电工作时产生高频率振动，将水抛离水面雾化成大量细小水滴，吹散到空中改变空气的湿度．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．

额定加湿量Q额	15L/h
额定电压U额	220V
额定功率P额	660W
水箱容量V	30L

（1）水雾化成细小水滴的过程不是（选填“是”或“不是”）汽化现象．正常工作时，加满水后能加湿2 h，1小时用到水的质量是15kg．
（2）加湿器正常工作时的电流为多少？
（3）超声波加湿器内部有一个湿度监测装置，利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量．图乙中为该湿度监测装置的电路图，已知电源电压为24V，定值电阻R₀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R随湿度RH变化的关系图线如图丙所示，请你根据该电路计算湿度监测装置能够测量的湿度范围．

Answer 1

分析 （1）物质由液态变为气态的过程叫汽化；根据“额定加湿量”求出加满水后最多能加湿时间；再根据ρ=$\frac{m}{V}$求出水的质量；
（2）根据P=UI求出加湿器正常工作时的电流；
（3）当电路中的电流最大时湿敏电阻的阻值最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出湿敏电阻的阻值，然后根据图象读出对应的湿度；当电压表的示数最大时湿敏电阻的阻值最大，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出湿敏电阻的阻值，由图丙可知此时环境湿度，得出该电路能够测量的湿度范围．

解答 解：（1）水雾化成的超微粒子仍为液体，所以该过程不是汽化现象；
加满水后最多能加湿的时间：
t=$\frac{30L}{15L/h}$=2h；
根据题意可知，1h用到水的体积V=15L=15×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×15×10^-3m³=15kg；
（2）由P=UI可知，加湿器正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{660W}{220V}$=3A；
（3）电路最大电流I_大=100mA=0.1A，由I=$\frac{U}{R}$可得，电路中的总电阻：
R_总=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{24V}{0.1A}$=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：
R=R_总-R₀=240Ω-120Ω=120Ω，
由图丙可知，环境湿度为30%；
当电压表的示数最大为U_R=15V时，R₀两端的电压：
U_R0=U-U_R=24V-15V=9V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，I=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{R}}{R′}$，即 $\frac{9V}{120Ω}$=$\frac{15V}{R′}$，
解得：R′=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%．
故答案为：（1）不是；2；15；
（2）加湿器正常工作时的电流为3A；
（3）湿度监测装置能够测量的湿度范围30%～90%．

点评 本题是一道信息给予题，认真审题、根据题意获取所需信息，应用密度公式、电功公式、欧姆定律公式、串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．