Question

【題目】閱讀短文，回答問題。

智能潔具

智能潔具（智能馬桶、全自動洗碗機、智能浴缸等），具有溫水洗凈、暖風烘干、殺菌等功能，已進入百姓家庭。

某智能潔具為確保安全，插頭帶漏電保護裝置，工作原理如圖甲，連接潔具的火線與零線穿過環形鐵芯，正常工作時，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產生電流，經放大后通過電磁鐵吸起鐵質開關S切斷電源。

這種潔具裝有紅外線感應裝置，當人靠近時，感應裝置自動升起潔具蓋子；啟動洗凈功能，加熱器將水快速加熱至溫控裝置預設的溫度，水泵噴水實施清洗，噴水桿采用納米銀（直徑為納米級的銀單質）材料，殺菌效果好；清洗結束，暖風烘干機自動開啟烘干功能。表一為該潔具的部分參數，表二為水泵的性能測試參數（表中流量指單位時間內水泵抽送水的體積；揚程指水泵能將水提升的高度）。

表一

表二

（1）該智能潔具應選用_______線插頭。當圖甲電磁鐵線圈中電流從a流向b時，電磁鐵下端是_______極。

（2）下列說法正確的是_______。

A．紅外線感應裝置利用超聲波進行工作

B．暖風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電性

D．漏電保護裝置內的火線與零線短路時，開關S不會被吸起

（3）潔具正常工作，按最大噴水量用設定為38℃的溫水清洗，加熱器的效率為______%；清洗結束，暖風烘干機工作40s，消耗________J電能，這些電能會使標有“3000imp/（kW·h）”的電能表指示燈閃爍_______次。[水的比熱容c=4.2×10-3 J/（kg·℃），室溫為18℃]

（4）分析表二數據可得，當該水泵的流量為0.8×10-4m3/s時，其揚程為_______m；當水泵的流量為1.0×10-4m3/s時，輸出的水達到對應的揚程，次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是滑動變阻器，R2是熱敏電阻，其阻值溫度升高而減小。當R1兩端電壓U1增大到一定值時，控制電路將切斷加熱電路實現對水溫的控制。

①適當_______（填“增大”或“減小”）電源電壓，可使控制水溫的預設值升高；

②電源電壓設定為10V，當R1接入電路的阻值為6Ω時，R2的電功率為4W，此時加熱電路恰好被切斷。若預設的水溫相對較高，則控制電壓U1是__________ V

Answer 1

【答案】 3 N 80 7200 6 3.2 5 減小 6 略

【解析】（1）由甲圖可知，只有火線和零線，選兩線插頭即可；當圖甲電磁鐵線圈中電流從a流向b時，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、紅外線感應水龍頭是通過紅外線反射原理，故A錯誤；
B、暖風烘干，有熱風吹，使水的溫度升高，水上方的空氣流動速度增大，從而加快了水的蒸發，很快變干，故B錯誤．
C、銀具有良好的導電性，納米銀（直徑為納米級的銀單質）材料，殺菌效果好，不是銀分子，故不具有良好的導電性，故C錯誤；
D、漏電保護裝置是在火線和零線中電流不等的情況下動作，因而短路時雖然電流很大，但是互相和零線的電流相等，不會動作，則開關S不會被吸起，故D正確．
（3）由可得，每分鐘噴出水的質量：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，
由可得：W電=Pt=2100W×60s=1.26×105J，
加熱效率： ；
由可得，暖風烘干機工作40s， 消耗的電能： ，
電能表指示燈閃爍次數n=0.002kWh×3000imp/（kWh）=6，
（4）根據表格中的數據可知，當流量增大為2倍時，楊程增大為原來的4倍，說明楊程與流量的平方成正比，因而當流量為為0.8×10-4m3/s時，為1.2×10-4m3/s的，則楊程為，由可得，當水泵的流量為1.0×10-4m3/s時，
每秒鐘流過水的質量m′=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10-4m3=0.1kg，
重力G=m′g=0.1kg×10N/kg=1N，
當水泵的流量為1.0×10-4m3/s時，輸出的水達到對應的揚程為5m，水泵做功W=Fs=Gh=1N×5m=5J，則功率，
（5）①當設定的溫度升高時，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R1=6Ω時的電壓U1，電路中的電流為，熱敏電阻的電壓U2=U-U1=10V-U1，
電功率P=U2I，則有，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，設計為6V．
故答案為：（1）兩；N；（2）D；（3）80；6；（4）3.2 5；（5）減��；6．