Question

19．閱讀短文，回答問題：
空氣凈化器
空氣中PM2.5顆粒是灰霾天能見度降低的主要原因．研究表明，當空氣中顆粒的直徑越接近可見光的波長（波在一個周期內傳播的距離叫做波長），顆粒對光的“消光”能力就越強．由于霧霾天氣的增多，空氣凈化器逐漸走入家庭，其工作過程（如圖甲）是：臟空氣進入凈化器時，灰塵被正電鎢絲放電而帶上正電，流到負電路柵板時，帶電灰塵被吸附．此后經(jīng)過活性炭層時，化學有毒氣體被吸附，排出空氣的污染物濃度大幅降低，多次循環(huán)后變成潔凈空氣．

潔凈空氣量（CADR）是反映其凈化能力的性能指標，CADR值越大，其凈化效率越高．利用CADR值，可以評估其在運行一定時間后，去除室內空氣污染物的效果．按下列公式計算CADR：CADR=2.3V/t（V：房間容積；t：空氣凈化器使房間污染物的濃度下降90%運行的時間．）其銘牌如表：

規(guī)格	額定電壓	頻率	額定功率	潔凈空氣量（CADR）
KJFB2000型	220V	50HZ	55W	200m3/h

（1）若可見光的頻率約為5×10¹⁴Hz（光的波長和頻率的關系可以表示為：波速=波長×頻率）．則可以推算出PM2.5中對能見度造成較大影響的顆粒直徑與下列哪一個值最接近C
A.2.5μm          B.0.4μm             C.0.6μm           D.6μm
（2）負電格柵板吸附灰塵的原理是異種電荷相互吸引．該凈化器插頭插入家中插座后，圖甲中鎢絲和電格柵板一定不是（選填“肯定是”、“可能是”“一定不是”）分別直接接到火線和零線上．
（3）該空氣凈化器正常工作時的電流為0.25A，工作一天需要消耗電能1.32度．
（4）某房間的使用面積為18m²，高度是3m．此空氣凈化器不能（能/不能）在半小時內使房間污染物濃度下降90%．
（5）可變電阻是制作二氧化碳傳感器的常用元件，圖乙為其控制電路，電源電壓保持6V恒定，R₁為可變電阻，其阻值隨二氧化碳濃度變化如圖丙，R₀為定值電阻，當濃度為0.031%時，電壓表示數(shù)為1V，則R₀阻值為10Ω，當電壓表示數(shù)大于3V時，二氧化碳濃度大于0.035%，此時空氣凈化器會自動報警．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)c=λf求PM2.5顆粒的直徑；
（2）根據(jù)異種電荷相互吸引回答；根據(jù)鎢絲要在幾十千伏的高壓下放電，而家庭電路電壓只有220V分析；
（3）由P=UI計算空氣凈化器正常工作時的電流；根據(jù)W=Pt求工作一天需要消耗電能；
（4）根據(jù)表格數(shù)據(jù)和CADR=$\frac{2.3V}{t}$計算使房間污染物濃度下降90%所用時間；
（5）由電路圖結合圖象，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點和分壓原理計算R₀阻值；
當電壓表示數(shù)大于3V時，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，分析R₁的電壓大小，根據(jù)分壓原理，確定R₁的范圍，由二氧化碳濃度越大，R₁越小，由圖丙確定二氧化碳濃度大�。�

解答 解：
（1）根據(jù)c=λf，空氣中PM2.5顆粒的直徑：
d=λ=$\frac{c}{f}=\frac{3×1{0}^{8}m/s}{5×1{0}^{14}Hz}$=6×10^-7m=0.6μm．
最接近0.6μm的為C，故選C；
（2）由題意可知，正電鎢絲使灰塵帶正電，因為異種電荷相吸引，所以負電格柵板能吸附灰塵的；
鎢絲要在幾十千伏的高壓下放電而使灰塵帶上正電，而家庭電路中的電壓只有220V，故甲中鎢絲和電格柵板一定不是分別直接接到火線和零線上；
（3）由上表可知，該空氣凈化器的額定電壓為220V，額定功率為55W，根據(jù)P=UI，正常工作時的電流為：
I=$\frac{P}{U}=\frac{55W}{220V}$=0.2A，工作一天需要消耗電能：
W=Pt=55×10^-3 kW×24h=1.32度；
（4）由題房間體積V=Sh，由表格數(shù)據(jù)知：潔凈空氣量CADR=200m³/h，
所以使房間污染物濃度下降90%的時間：
t=$\frac{2.3Sh}{CADR}=\frac{2.3×18{m}^{2}×3m}{\frac{200{m}^{3}}{h}}$=0.621h＞0.5h，故此空氣凈化器不能在半小時內使房間污染物濃度下降90%．
（5）由圖丙可知，當二氧化碳濃濃度為0.031%時，由圖丙知，R₁=50Ω，因電壓表示數(shù)為1V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，
R₁的電壓：
U₁=U-U_表=6V-1V=5V，
根據(jù)分壓原理：
R₀=$\frac{{U}_{表}}{{U}_{1}}$×R₁=$\frac{1V}{5V}$×50Ω=10Ω；
當電壓表示數(shù)大于3V時，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，R₁的電壓U₁′＜U-U_表′=6V-3V=3V，根據(jù)分壓原理，
R₁＜10Ω，因二氧化碳濃度越大，R₁越小，由圖丙知二氧化碳濃度大于0.035%．
故答案為：（1）C；（2）異種電荷相互吸引；一定不是；（3）0.25；1.32；（4）不能；
（5）10；0.035．

點評 本題考查了c=λf、電荷的作用規(guī)律、串聯(lián)電路特點和歐姆定律的應用及電功率公式的應用，關鍵是正確理解題意，從題中獲取有效的信息．