Question

【題目】閱讀短文，回答問題． 智能潔具
智能潔具（智能馬桶、全自動(dòng)洗碗機(jī)、智能浴缸等），具有溫水洗凈、暖風(fēng)烘干、殺菌等功能，已進(jìn)入百姓家庭．
某智能潔具為確保安全，插頭帶漏電保護(hù)裝置，工作原理如圖甲，連接潔具的火線與零線穿過環(huán)形鐵芯，正常工作時(shí)，兩線中的電流相等；若火線與零線中的電流不等，繞在鐵芯上的線圈會(huì)產(chǎn)生電流，經(jīng)放大后通過電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)S切斷電源．
這種潔具裝有紅外線感應(yīng)裝置，當(dāng)人靠近時(shí)，感應(yīng)裝置自動(dòng)升起潔具蓋子；啟動(dòng)洗凈功能，加熱器將水快速加熱至溫控裝置預(yù)設(shè)的溫度，水泵噴水實(shí)施清洗，噴水桿采用納米銀（直徑為納米級的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好；清洗結(jié)束，暖風(fēng)烘干機(jī)自動(dòng)開啟烘干功能．表一為該潔具的部分參數(shù)，表二為水泵的性能測試參數(shù)（表中流量指單位時(shí)間內(nèi)水泵抽送水的體積；揚(yáng)程指水泵能將水提升的高度）．
表一

額定電壓	220V	清洗噴水量	0.8L/min～1.2L/min
烘干機(jī)額定功率	180W	加熱器額定功率	2100W

表二

流量Q/（×10﹣4m3s﹣1）	0.5	0.6	0.8	1.0	1.2
揚(yáng)程H/m	1.25	1.80		5.00	7.20

（1）該智能潔具應(yīng)選用線插頭．當(dāng)圖甲電磁鐵線圈中電流從a流向b時(shí)，電磁鐵下端是極．
（2）下列說法正確的是 ．
A.紅外線感應(yīng)裝置利用超聲波進(jìn)行工作
B.暖風(fēng)烘干是靠增大面積來加快水的汽化
C.納米銀是銀分子，噴水桿材料具有良好的導(dǎo)電性
D.漏電保護(hù)裝置內(nèi)的火線與零線短路時(shí)，開關(guān)S不會(huì)被吸起
（3）潔具正常工作，按最大噴水量用設(shè)定為38℃的溫水清洗，加熱器的效率為%；清洗結(jié)束，暖風(fēng)烘干機(jī)工作40s，消耗的電能會(huì)使標(biāo)有“3000imp/（kWh）”的電能表指示燈閃爍次．[水的比熱容c=4.2×103J/（kg℃），室溫為18℃]
（4）分析表二數(shù)據(jù)可得，當(dāng)該水泵的流量為0.8×10﹣4m3/s時(shí)，其揚(yáng)程為m；當(dāng)水泵的流量為1.0×10﹣4m3/s時(shí)，輸出的水達(dá)到對應(yīng)的揚(yáng)程，此過程中水泵克服水重力做功的功率P=W．（g取10N/kg）
（5）圖乙為潔具的溫控裝置原理圖．R1是滑動(dòng)變阻器，R2是熱敏電阻，其阻值溫度升高而減小．當(dāng)R1兩端電壓U1增大到一定值時(shí)，控制電路將切斷加熱電路實(shí)現(xiàn)對水溫的控制．
①適當(dāng)（填“增大”或“減小”）電源電壓，可使控制水溫的預(yù)設(shè)值升高；
②電源電壓設(shè)定為10V，當(dāng)R1接入電路的阻值為6Ω時(shí)，R2的電功率為4W，此時(shí)加熱電路恰好被切斷．若預(yù)設(shè)的水溫相對較高，則控制電壓U1是V．

Answer 1

【答案】
（1）兩；N
（2）D
（3）80；6
（4）3.2；5
（5）減小；6
【解析】解：（1）由甲圖可知，只有火線和零線，選兩線插頭即可； 當(dāng)圖甲電磁鐵線圈中電流從a流向b時(shí)，由右手沿著電流方向抓住螺線管，則大拇指朝下，即螺線管下端為N極，上端為S極，（2）A、紅外線感應(yīng)水龍頭是通過紅外線反射原理，故A錯(cuò)誤；
B、暖風(fēng)烘干，有熱風(fēng)吹，使水的溫度升高，水上方的空氣流動(dòng)速度增大，從而加快了水的蒸發(fā)，很快變干，故B錯(cuò)誤．
C、銀具有良好的導(dǎo)電性，納米銀（直徑為納米級的銀單質(zhì)）材料，殺菌效果好，不是銀分子，故不具有良好的導(dǎo)電性，故C錯(cuò)誤；
D、漏電保護(hù)裝置是在火線和零線中電流不等的情況下動(dòng)作，因而短路時(shí)雖然電流很大，但是互相和零線的電流相等，不會(huì)動(dòng)作，則開關(guān)S不會(huì)被吸起，故D正確．（3）由ρ= 可得，每分鐘噴出水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg，
水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1.2kg×（38℃﹣18℃）=1.008×105J，
由P= 可得：
W電=Pt=2100W×60s=1.26×105J，
加熱效率：
η= ×100%= ×100%=80%；
由P= 可得，暖風(fēng)烘干機(jī)工作40s，消耗的電能：
W=P烘干t=180W×40s=7200J=7200× kWh=0.002kWh，
電能表指示燈閃爍次數(shù)n=0.002kWh×3000imp/（kWh）=6，（4）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)流量增大為2倍時(shí)，楊程增大為原來的4倍，說明楊程與流量的平方成正比，因而當(dāng)流量為為0.8×10﹣4m3/s時(shí)，為1.2×10﹣4m3/s的 ，則楊程為7.20m× =3.2m，
由ρ= 可得，當(dāng)水泵的流量為1.0×10﹣4m3/s時(shí)，
每秒鐘流過水的質(zhì)量m′=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10﹣4m3=0.1kg，
重力G=m′g=0.1kg×10N/kg=1N，
當(dāng)水泵的流量為1.0×10﹣4m3/s時(shí)，輸出的水達(dá)到對應(yīng)的揚(yáng)程為5m，水泵做功W=Fs=Gh=1N×5m=5J，
則功率P= = =5W，（5）①當(dāng)設(shè)定的溫度升高時(shí)，則熱敏電阻的阻值減小，要保持電阻R1的電壓不變，則必須保持電路中的電流不變，因而必須減小電源電壓；②當(dāng)R1=6Ω時(shí)的電壓U1 ， 電路中的電流為I= ，熱敏電阻的電壓U2=U﹣U1=10V﹣U1 ，
電功率P=U2I，則有4W=（10V﹣U1）× ，
解得U1=4V或U1=6V，由于要使得水溫度較高，則R2的電阻較小，電路中的電流較大，則必須使得U1較大，設(shè)計(jì)為6V．
所以答案是：（1）兩；N；（2）D；（3）80； 6；（4）3.2 5；（5）減小；6．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用功率的計(jì)算與測量和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握功率的計(jì)算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時(shí)間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．