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风速大

解:$I=\frac{P}{U}=\frac{1100\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=5\ \mathrm{A}$
解:
第一代热风干手器每次干手消耗电能:
$W_{1}=P_{1}t_{1}=2000×10^{-3}\ \mathrm{kW}×\frac{36}{3600}\ \mathrm{h}=0.02\ \mathrm{kW·h}$
一个月消耗电能:
$W_{1总}=0.02\ \mathrm{kW·h}×240×30=144\ \mathrm{kW·h}$
第二代高速干手器每次干手消耗电能:
$W_{2}=P_{2}t_{2}=1100×10^{-3}\ \mathrm{kW}×\frac{6}{3600}\ \mathrm{h}=\frac{1.1}{600}\ \mathrm{kW·h}$
一个月消耗电能:
$W_{2总}=\frac{1.1}{600}\ \mathrm{kW·h}×240×30=13.2\ \mathrm{kW·h}$
一个月节约的电能:
$\Delta W=W_{1总}-W_{2总}=144\ \mathrm{kW·h}-13.2\ \mathrm{kW·h}=130.8\ \mathrm{kW·h}$
节约的费用:
$130.8\ \mathrm{kW·h}×0.5\ \mathrm{元/(kW·h)}=65.4\ \mathrm{元}$
【分析】
要实现“只有在天黑且有声音时灯才亮”的要求,首先分析开关的工作逻辑:声控开关有声音闭合、光控开关天黑(无光照)闭合,只有两者同时闭合灯才亮,因此声控开关和光控开关必须串联,这样只有两个条件同时满足时,灯泡所在电路才通路。
对于灯泡的连接,家庭电路中为了安全,火线应先经过串联的声控、光控开关,再接入灯泡顶端的金属点,零线直接接灯泡的螺旋套。
对于三孔插座,要求与灯泡互不影响,因此插座需与灯泡并联;三孔插座遵循“左零右火上接地”的接法,且熔丝要接在火线上,确保熔丝熔断时插座不带电。
【解析】
1. 灯泡电路连接:
从火线出发,依次串联声控开关、光控开关,然后将导线连接到灯泡的顶端金属点;零线直接连接到灯泡的螺旋套。
2. 三孔插座连接:
火线先接入熔丝,再连接到三孔插座的右孔;零线连接到三孔插座的左孔;地线连接到三孔插座的上孔,插座整体与灯泡所在电路并联。
【答案】
如参考答案中的电路连接图所示(火线依次串联声控、光控开关后接灯泡顶端,零线接灯泡螺旋套;三孔插座左零右火上接地,火线先接熔丝,与灯泡并联)。
【知识点】
家庭电路连接、串并联电路应用
【点评】
本题结合实际生活场景,考查家庭电路的连接规则,重点考查开关与用电器的串联逻辑、三孔插座的正确接法,需要学生结合串并联电路的特点和家庭电路的安全规范进行电路设计,注重理论联系实际。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 对于第一问,回忆影响蒸发快慢的三个因素:液体温度、液体表面积、液体表面空气流动速度。第二代高速干手器的核心特点是风速大,这会加快手表面空气的流动速度,进而加速水分蒸发,以此实现快速干手。
2. 第二问,已知第二代干手器的额定电压和额定功率,根据电功率的基本公式$P=UI$,通过变形得到电流的计算公式$I=\frac{P}{U}$,代入已知的额定参数就能算出正常工作时的电流。
3. 第三问,要计算一个月节约的费用,需先分别算出两代干手器一个月消耗的电能。首先利用电功公式$W=Pt$计算单次干手消耗的电能,注意要统一单位(将功率换算为kW,时间换算为h);再乘以每天使用人次和一个月的天数,得到各自一个月的总耗电量;接着算出两者的电能差值,最后乘以电价,即可得到一个月节约的费用。
【解析】
(1) 蒸发快慢与液体表面空气流速有关,流速越快蒸发越快,第二代高速干手器风速大,加快了手表面空气流动速度,从而加速水分蒸发,实现快速干手。
(2) 已知第二代高速干手器额定电压$U=220\ \mathrm{V}$,额定功率$P=1100\ \mathrm{W}$,由$P=UI$变形得正常工作电流:
$I=\frac{P}{U}=\frac{1100\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=5\ \mathrm{A}$
(3) ① 计算第一代热风干手器单次干手消耗的电能:
$ W_{1}=P_{1}t_{1}=2000×10^{-3}\ \mathrm{kW}×\frac{36}{3600}\ \mathrm{h}=0.02\ \mathrm{kW·h}$
一个月(每天240人次,30天)消耗的总电能:
$ W_{1总}=0.02\ \mathrm{kW·h}×240×30=144\ \mathrm{kW·h}$
② 计算第二代高速干手器单次干手消耗的电能:
$ W_{2}=P_{2}t_{2}=1100×10^{-3}\ \mathrm{kW}×\frac{6}{3600}\ \mathrm{h}=\frac{1.1}{600}\ \mathrm{kW·h}$
一个月消耗的总电能:
$ W_{2总}=\frac{1.1}{600}\ \mathrm{kW·h}×240×30=13.2\ \mathrm{kW·h}$
③ 计算一个月节约的电能:
$ \Delta W=W_{1总}-W_{2总}=144\ \mathrm{kW·h}-13.2\ \mathrm{kW·h}=130.8\ \mathrm{kW·h}$
④ 计算一个月节约的费用:
$ 130.8\ \mathrm{kW·h}×0.5\ \mathrm{元/(kW·h)}=65.4\ \mathrm{元}$
【答案】
(1) 风速大,加快手表面空气流动,加速水分蒸发
(2) $\boldsymbol{5\ \mathrm{A}}$
(3) $\boldsymbol{65.4}$元
【知识点】
影响蒸发的因素;电功率计算;电功计算
【点评】
本题结合生活中的干手器,将蒸发的影响因素与电功、电功率计算结合,既考查了基础物理概念,又要求学生能熟练运用公式并进行单位换算,体现了物理知识在生活中的实际应用。
【难度系数】
0.6