Question

【题目】阅读短文，回答问题． 智能洁具
智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家庭．
某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源．
这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能．表一为该洁具的部分参数，表二为水泵的性能测试参数（表中流量指单位时间内水泵抽送水的体积；扬程指水泵能将水提升的高度）．
表一

额定电压	220V	清洗喷水量	0.8L/min～1.2L/min
烘干机额定功率	180W	加热器额定功率	2100W

表二

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

（1）该智能洁具应选用线插头．当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，电磁铁下端是极．
（2）下列说法正确的是 ．
A.红外线感应装置利用超声波进行工作
B.暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化
C.纳米银是银分子，喷水杆材料具有良好的导电性
D.漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起
（3）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率为%；清洗结束，暖风烘干机工作40s，消耗的电能会使标有“3000imp/（kWh）”的电能表指示灯闪烁次．[水的比热容c=4.2×103J/（kg℃），室温为18℃]
（4）分析表二数据可得，当该水泵的流量为0.8×10﹣4m3/s时，其扬程为m；当水泵的流量为1.0×10﹣4m3/s时，输出的水达到对应的扬程，此过程中水泵克服水重力做功的功率P=W．（g取10N/kg）
（5）图乙为洁具的温控装置原理图．R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值温度升高而减小．当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制．
①适当（填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高；
②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断．若预设的水温相对较高，则控制电压U1是V．

Answer 1

【答案】
（1）两；N
（2）D
（3）80；6
（4）3.2；5
（5）减小；6
【解析】解：（1）由甲图可知，只有火线和零线，选两线插头即可； 当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，由右手沿着电流方向抓住螺线管，则大拇指朝下，即螺线管下端为N极，上端为S极，（2）A、红外线感应水龙头是通过红外线反射原理，故A错误；
B、暖风烘干，有热风吹，使水的温度升高，水上方的空气流动速度增大，从而加快了水的蒸发，很快变干，故B错误．
C、银具有良好的导电性，纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好，不是银分子，故不具有良好的导电性，故C错误；
D、漏电保护装置是在火线和零线中电流不等的情况下动作，因而短路时虽然电流很大，但是互相和零线的电流相等，不会动作，则开关S不会被吸起，故D正确．（3）由ρ= 可得，每分钟喷出水的质量：
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg，
水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×1.2kg×（38℃﹣18℃）=1.008×105J，
由P= 可得：
W电=Pt=2100W×60s=1.26×105J，
加热效率：
η= ×100%= ×100%=80%；
由P= 可得，暖风烘干机工作40s，消耗的电能：
W=P烘干t=180W×40s=7200J=7200× kWh=0.002kWh，
电能表指示灯闪烁次数n=0.002kWh×3000imp/（kWh）=6，（4）根据表格中的数据可知，当流量增大为2倍时，杨程增大为原来的4倍，说明杨程与流量的平方成正比，因而当流量为为0.8×10﹣4m3/s时，为1.2×10﹣4m3/s的 ，则杨程为7.20m× =3.2m，
由ρ= 可得，当水泵的流量为1.0×10﹣4m3/s时，
每秒钟流过水的质量m′=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10﹣4m3=0.1kg，
重力G=m′g=0.1kg×10N/kg=1N，
当水泵的流量为1.0×10﹣4m3/s时，输出的水达到对应的扬程为5m，水泵做功W=Fs=Gh=1N×5m=5J，
则功率P= = =5W，（5）①当设定的温度升高时，则热敏电阻的阻值减小，要保持电阻R1的电压不变，则必须保持电路中的电流不变，因而必须减小电源电压；②当R1=6Ω时的电压U1 ， 电路中的电流为I= ，热敏电阻的电压U2=U﹣U1=10V﹣U1 ，
电功率P=U2I，则有4W=（10V﹣U1）× ，
解得U1=4V或U1=6V，由于要使得水温度较高，则R2的电阻较小，电路中的电流较大，则必须使得U1较大，设计为6V．
所以答案是：（1）两；N；（2）D；（3）80； 6；（4）3.2 5；（5）减小；6．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用功率的计算与测量和电功率的计算公式的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．