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如图所示为某实验室的自动除湿器,除湿器中的压缩机是整个系统的核心,除湿器的动力,全部由压缩机来提供.除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成,简化后的电路图如中间图所示.控制电路中的电源电压U1=12V,调控电咀R0的阻值范围为0~1000Ω,R为装在除湿器内的湿敏电阻,其阻值随相对湿度φ(空气中含有水蒸气的百分比,单位为:%RH)变化的图象如右图所示,L为磁控开关,当湿敏电阻R的阻值发生变化时,控制电路中线圈的电流随之发生变化,当电流大于或等于20mA时,L的两个磁**片相互吸合,工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿.工作电路两端电220V,Rg为保护电阻,磁控开关L的线圈电阻不计.问:
(1)压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成_____能;当S接通时,可判断出图中线圈上端P的磁极是_____极.
(2)由图可知,湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变_____;若实验室内部的相对湿度为60%RH,此时湿敏电阻R的阻值为_____Ω.
(3)因实验室內有较敏感的器件,要求相对湿度控制在45%RH以内,则调控电阻R0的阻值不能超过多少?_____
(4)若除湿过程中工作电路的总功率为1100W,工作电路的电流为多少_____?已知保护电阻Rg=2Ω,如果除湿器工作时磁控开关L的磁**片有一半的时间是闭合的,则1h内Rg消耗的电能是多少?_____
【回答】
内 N 小 50 不能超过500Ω 5A 90000J
【详解】
(1)压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能;所以主要把电能转化成内能;当S接通时,由安培定则结合图2知道,线圈的上端P的磁极是N极;
(2)由图3知道,湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变小;且当相对湿度为60%RH时,湿敏电阻R的阻值是50Ω;
(3)由图3知道,当相对湿度控制在45%RH时,湿敏电阻R的阻值是:R′=100Ω,又因为当电流I≥20mA=0.02A时,L的两个磁**片相互吸合,工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿.由知道,此时电路中的总电阻是: ,由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,此时调控电阻R0 的阻值是:R0 =R总 -R′T =600Ω-100Ω=500Ω;
(4)因为自动除湿器是在家庭电路中工作的,所以,电源电压是:U0 =220V;由P=UI知道,;则保护电阻Rg 的功率Pg =I2 Rg =(5A)2 ×2Ω=50W,由于磁控开关L的磁**片有一半的时间是闭合的,所以1h内Rg 的工作时间是t=×3600s=1800s;所以呢,消耗的电能是:Wg =Pg t=50W×1800s=90000 J.
知识点:欧姆定律
题型:综合题
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