Question

【題目】如圖所示為某實驗室的自動除濕器，除濕器中的壓縮機是整個系統(tǒng)的核心，除濕器的動力，全部由壓縮機來提供。除濕器內部的電路結構由控制電路和工作電路兩部分組成，簡化后的電路圖如中間圖所示。控制電路中的電源電壓U1＝12V，調控電咀R0的阻值范圍為0～1000Ω，R為裝在除濕器內的濕敏電阻，其阻值隨相對濕度φ（空氣中含有水蒸氣的百分比，單位為：%RH）變化的圖象如右圖所示，L為磁控開關，當濕敏電阻R的阻值發(fā)生變化時，控制電路中線圈的電流隨之發(fā)生變化，當電流大于或等于20mA時，L的兩個磁性彈片相互吸合，工作電路的壓縮機開始帶動系統(tǒng)進行除濕。工作電路兩端電220V，Rg為保護電阻，磁控開關L的線圈電阻不計。問：

（1）壓縮機工作過程中內部的電動機主要把電能轉化成_____能；當S接通時，可判斷出圖中線圈上端P的磁極是_____極。

（2）由圖可知，濕敏電阻R的阻值隨著相對濕度的增加而變_____；若實驗室內部的相對濕度為60%RH，此時濕敏電阻R的阻值為_____Ω。

（3）因實驗室內有較敏感的器件，要求相對濕度控制在45%RH以內，則調控電阻R0的阻值不能超過多少？_____

（4）若除濕過程中工作電路的總功率為1100W，工作電路的電流為多少_____？已知保護電阻Rg＝2Ω，如果除濕器工作時磁控開關L的磁性彈片有一半的時間是閉合的，則1h內Rg消耗的電能是多少？_____

Answer 1

【答案】內 N 小 50 不能超過500Ω 5A 90000J

【解析】

（1）壓縮機在工作過程中利用做功方式改變了工作媒質的內能；所以主要把電能轉化成內能；當S接通時，由安培定則結合圖2知道，線圈的上端P的磁極是N極；

（2）由圖3知道，濕敏電阻R的阻值隨著相對濕度的增加而變小；且當相對濕度為60%RH時，濕敏電阻R的阻值是50Ω；

（3）由圖3知道，當相對濕度控制在45%RH時，濕敏電阻R的阻值是：R′=100Ω，又因為當電流I≥20mA=0.02A時，L的兩個磁性彈片相互吸合，工作電路的壓縮機開始帶動系統(tǒng)進行除濕。由知道，此時電路中的總電阻是： ，由于串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時調控電阻R0 的阻值是：R0 =R總 -R′T =600Ω-100Ω=500Ω；

（4）因為自動除濕器是在家庭電路中工作的，所以，電源電壓是：U0 =220V；由P=UI知道，；則保護電阻Rg 的功率Pg =I2 Rg =（5A）2 ×2Ω=50W，由于磁控開關L的磁性彈片有一半的時間是閉合的，所以1h內Rg 的工作時間是t=×3600s=1800s；所以呢，消耗的電能是：Wg =Pg t=50W×1800s=90000 J。