Question

【題目】2016 年 12 月 18 日—22 日，我國北方大范圍被霧霾籠罩，鄭州市 PM2.5 濃度峰值一度超過 500 微克/立方米，市政府啟動了重污染天氣紅色預警．在“十面霾伏”下，空氣凈化器（如圖甲所示）成為市場上暢銷的家電．

（1）空氣凈化器中有多種不同的技術，其中一種叫做靜電集塵技術，其工作過程如圖乙所示， 受污染的空氣被吸入后，顆粒物進入電離區帶上電荷，然后在集塵器上被帶點金屬網捕獲．其 捕獲原理是_______．

（2）圖表為某品牌空氣凈化器的部分參數．

①其正常工作時電流為________A；

②如果室內面積為 100m2，房間高度為 3m，請你計算出房間內 空氣全部更換一次，理論上需要________h；

③若在上述時間內沒有其他用電器接入電路的情況下，標有“3000imp/kw·h”的電能表指示燈閃爍了135次，此過程中凈化器的實際功率是________W．

（3）大部分的空氣凈化器內部還有一個空氣質量監測裝置．圖丙為該監測裝置的電路圖，它是 通過粉塵濃度傳感器R的阻值隨濃度 β變化的關系圖像如圖丁所示．已知電源電壓為 24V， 定值電阻R0的阻值為 180Ω，電流表的量程為 0~100mA，電壓表的量程為 0~15V，請計算 粉塵濃度傳感器R的阻值范圍是多少 _____？

Answer 1

【答案】 異種電荷相互吸引 0.3A 0.75h 60W 60Ω~300Ω

【解析】顆粒物進入電離區帶上電荷，然后在集塵器上被帶電金屬網捕獲，其原理是異種電荷相互吸引。

①其正常工作時電流為。

②如果室內面積為 100m2，房間高度為 3m，

則房間內空氣的體積V=Sh=，

根據銘牌可知，風量為400m3/h，所以房間內空氣全部更換一次所需時間

③若在上述時間內沒有其他用電器接入電路的情況下，標有“3000imp/kw·h”的電能表指示燈閃爍了135次，則凈化器消耗的電能為

此過程中凈化器的實際功率

.

由圖丙可知R與R0串聯，電壓表測R兩端的電壓。

電路中電流最大值為100mA=0.1A，根據歐姆定律得，

電路中的總電阻

所以粉塵濃度傳感器R的最小電阻

因為電壓表的量程為0~15V，所以電壓表最大示數為15V，此時粉塵濃度傳感器R的阻值為最大阻值，根據串聯電路電壓關系，R0兩端的電壓 U0=U-UR=24V-15V=9V，

因串聯電路各處的電流相等，所以電路中的電流

電阻R的最大值

粉塵濃度傳感器R的阻值范圍是 60Ω~300Ω。