题目
阅读短文,回答问题:空气净化器由于雾霾天气的增多,空气净化器逐渐走入家庭,其工作过程如图1:脏空气进入净化器时,灰尘被正电钨丝放电而带上正电,流到负电格栅板时,带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时,化学有毒气体被吸附,排出的空气的污染物浓度大幅降低,多次循环后变成洁净空气。洁净空气量(CADR)是反映空气净化器净化能力的性能指标,CADR值越大,其净化效率越高。利用CADR值,可以评估其在运行一定时间后,去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR:CADR=(2.3V)/(t)(V为房间容积;t为空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间)。某品牌的空气净化器的铭牌如表: 型号 正常工作电压 频率 正常工作电流 洁净空气量(CADR) GH-2034A型 220V 50Hz 0.2A 138m3/h 活性炭条吸附化学气体 R1 R0-|||-脏空气入-|||-滤挡网-|||-洁净 过滤昆虫-|||-空气出 图2-|||-风机-|||-空气 二氧化碳 负电格栅板 正电钨丝 R1/Ω-|||-循环 传感器 正负相吸 释放6000伏静电 60-|||-监测室内 所有尘埃 使尘埃带上正电荷 50-|||-是否缺氧 都被吸附 并杀灭细菌 40-|||-30-|||-20-|||-静电除尘器 10-|||-+-|||-图1 31 33 35 CO2浓度 https:/img.cdnjtzy.com/zyb_133509ac7126c455eec4639d4e89d9cd.jpg((x)^2-(x)^2)-|||-图3(1)遮挡网的孔隙很小能过滤昆虫,但不能过滤空气中的PM2.5颗粒,PM2.5颗粒 ____ (选填“是”或“不是”)分子;(2)负电格栅板吸附灰尘的原理是 ____ ;(3)取出使用一段时间后的活性炭,可以闻到刺激性的气味,说明分子一直在不停地 ____ ;(4)该空气净化器正常工作时的电阻为 ____ Ω;(5)某房间的使用面积为18m2,高度是3m。理论上此空气净化器使房间污染物下降到90%所需的时间为 ____ ;(6)该空气净化器中有一个二氧化碳传感器用于监测室内是否缺氧。可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件,图2为其控制电路,电源电压保持6V不变,R1为可变电阻,其阻值随二氧化碳浓度变化如图3,R0为定值电阻,当浓度为0.031%时,R1阻值为 ____ Ω,此时电压表示数为1V,则R0阻值为 ____ Ω。当电压表示数大于3V时,二氧化碳浓度大于 ____ %,此时空气净化器会自动报警。
阅读短文,回答问题:
空气净化器由于雾霾天气的增多,空气净化器逐渐走入家庭,其工作过程如图1:脏空气进入净化器时,灰尘被正电钨丝放电而带上正电,流到负电格栅板时,带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时,化学有毒气体被吸附,排出的空气的污染物浓度大幅降低,多次循环后变成洁净空气。
洁净空气量(CADR)是反映空气净化器净化能力的性能指标,CADR值越大,其净化效率越高。利用CADR值,可以评估其在运行一定时间后,去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR:$CADR=\frac{2.3V}{t}$(V为房间容积;t为空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间)。某品牌的空气净化器的铭牌如表:

(1)遮挡网的孔隙很小能过滤昆虫,但不能过滤空气中的PM2.5颗粒,PM2.5颗粒 ____ (选填“是”或“不是”)分子;
(2)负电格栅板吸附灰尘的原理是 ____ ;
(3)取出使用一段时间后的活性炭,可以闻到刺激性的气味,说明分子一直在不停地 ____ ;
(4)该空气净化器正常工作时的电阻为 ____ Ω;
(5)某房间的使用面积为18m2,高度是3m。理论上此空气净化器使房间污染物下降到90%所需的时间为 ____ ;
(6)该空气净化器中有一个二氧化碳传感器用于监测室内是否缺氧。可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件,图2为其控制电路,电源电压保持6V不变,R1为可变电阻,其阻值随二氧化碳浓度变化如图3,R0为定值电阻,当浓度为0.031%时,R1阻值为 ____ Ω,此时电压表示数为1V,则R0阻值为 ____ Ω。当电压表示数大于3V时,二氧化碳浓度大于 ____ %,此时空气净化器会自动报警。
空气净化器由于雾霾天气的增多,空气净化器逐渐走入家庭,其工作过程如图1:脏空气进入净化器时,灰尘被正电钨丝放电而带上正电,流到负电格栅板时,带电灰尘被吸附。此后经过活性炭层时,化学有毒气体被吸附,排出的空气的污染物浓度大幅降低,多次循环后变成洁净空气。
洁净空气量(CADR)是反映空气净化器净化能力的性能指标,CADR值越大,其净化效率越高。利用CADR值,可以评估其在运行一定时间后,去除室内空气污染物的效果。按下列公式计算CADR:$CADR=\frac{2.3V}{t}$(V为房间容积;t为空气净化器使房间污染物的浓度下降90%运行的时间)。某品牌的空气净化器的铭牌如表:
| 型号 | 正常工作电压 | 频率 | 正常工作电流 | 洁净空气量(CADR) |
| GH-2034A型 | 220V | 50Hz | 0.2A | 138m3/h |

(1)遮挡网的孔隙很小能过滤昆虫,但不能过滤空气中的PM2.5颗粒,PM2.5颗粒 ____ (选填“是”或“不是”)分子;
(2)负电格栅板吸附灰尘的原理是 ____ ;
(3)取出使用一段时间后的活性炭,可以闻到刺激性的气味,说明分子一直在不停地 ____ ;
(4)该空气净化器正常工作时的电阻为 ____ Ω;
(5)某房间的使用面积为18m2,高度是3m。理论上此空气净化器使房间污染物下降到90%所需的时间为 ____ ;
(6)该空气净化器中有一个二氧化碳传感器用于监测室内是否缺氧。可变电阻是制作二氧化碳传感器的常用元件,图2为其控制电路,电源电压保持6V不变,R1为可变电阻,其阻值随二氧化碳浓度变化如图3,R0为定值电阻,当浓度为0.031%时,R1阻值为 ____ Ω,此时电压表示数为1V,则R0阻值为 ____ Ω。当电压表示数大于3V时,二氧化碳浓度大于 ____ %,此时空气净化器会自动报警。
题目解答
答案
解:(1)PM2.5颗粒在空气中的运动是固体颗粒物的运动,不是分子的无规则运动。
(2)负电格栅板吸附灰尘的原理是异种电荷相互吸引。
(3)取出使用一段时间后的活性炭,可以闻到刺激性的气味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
(4)该空气净化器正常工作时的电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{220V}{0.2A}=1100Ω$
(5)由表格可知,洁净空气量CADR=138m3/h,房间的体积为V=sh,根据公式$CADR=\frac{2.3V}{t}$得,让房间污染物浓度下降90%所需的时间为
$t=\frac{2.3V}{CADR}=\frac{2.3×18{m}^{2}×3m}{138{m}^{3}/h}=0.9h$
(6)由图3可知,当二氧化碳浓度为0.031%时,R1=50Ω;因此时电压表示数为1V,由串联电路电压的规律,R1两端的电压
U1=U-U表=6V-1V=5V
根据分压原理可得
${R}_{0}=\frac{{U}_{表}}{{U}_{1}}×{R}_{1}=\frac{1V}{5V}×50Ω=10Ω$
当电压表示数大于3V时,根据串联电路电压的规律可得,R1两端的电压
U1′<U-U表′=6V-3V=3V
根据分压原理可得
R1<R0=10Ω
因二氧化碳浓度越大,R1越小,由图丙知二氧化碳浓度大于0.035%。
故答案为:(1)不是;(2)异种电荷相互吸引;(3)做无规则运动;(4)1100;(5)0.9h;(6)50;10;0.035。
(2)负电格栅板吸附灰尘的原理是异种电荷相互吸引。
(3)取出使用一段时间后的活性炭,可以闻到刺激性的气味,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
(4)该空气净化器正常工作时的电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{220V}{0.2A}=1100Ω$
(5)由表格可知,洁净空气量CADR=138m3/h,房间的体积为V=sh,根据公式$CADR=\frac{2.3V}{t}$得,让房间污染物浓度下降90%所需的时间为
$t=\frac{2.3V}{CADR}=\frac{2.3×18{m}^{2}×3m}{138{m}^{3}/h}=0.9h$
(6)由图3可知,当二氧化碳浓度为0.031%时,R1=50Ω;因此时电压表示数为1V,由串联电路电压的规律,R1两端的电压
U1=U-U表=6V-1V=5V
根据分压原理可得
${R}_{0}=\frac{{U}_{表}}{{U}_{1}}×{R}_{1}=\frac{1V}{5V}×50Ω=10Ω$
当电压表示数大于3V时,根据串联电路电压的规律可得,R1两端的电压
U1′<U-U表′=6V-3V=3V
根据分压原理可得
R1<R0=10Ω
因二氧化碳浓度越大,R1越小,由图丙知二氧化碳浓度大于0.035%。
故答案为:(1)不是;(2)异种电荷相互吸引;(3)做无规则运动;(4)1100;(5)0.9h;(6)50;10;0.035。
解析
- PM2.5颗粒的性质:PM2.5属于固体颗粒物,而非分子,需区分宏观物体与分子运动。
- 静电吸附原理:带电物体能吸引轻小物体,本质是异种电荷相互吸引。
- 扩散现象:分子运动导致气味传播,说明分子在永不停息地运动。
- 欧姆定律应用:已知电压和电流,直接计算电阻。
- 公式变形与代入:通过房间体积和CADR公式求时间,注意单位统一。
- 电路分压与传感器:利用分压比计算电阻,结合浓度与电阻的关系图判断临界值。
(1)PM2.5颗粒是否是分子?
关键点:PM2.5是空气中悬浮的颗粒物,属于宏观物体,而分子是微观粒子。
结论:PM2.5颗粒是固体颗粒,不是分子。
(2)负电格栅板吸附灰尘的原理
关键点:正电荷的灰尘被负电格栅板吸引,本质是异种电荷相互吸引。
结论:吸附原理为异种电荷相互吸引。
(3)活性炭释放气味的微观解释
关键点:气味的扩散现象表明分子在做无规则运动。
结论:分子在不停地做无规则运动。
(4)空气净化器正常工作电阻
公式:$R = \frac{U}{I}$
计算:
$R = \frac{220\,\text{V}}{0.2\,\text{A}} = 1100\,\Omega$
(5)净化时间计算
步骤:
- 计算房间体积:
$V = 18\,\text{m}^2 \times 3\,\text{m} = 54\,\text{m}^3$ - 代入公式:
$t = \frac{2.3 \times 54}{138} \approx 0.9\,\text{h}$
(6)传感器电路分析
已知条件:
- 浓度为0.031%时,$R_1 = 50\,\Omega$
- 电压表示数$U_{\text{表}} = 1\,\text{V}$,总电压$U = 6\,\text{V}$
分压比计算:
- 求$R_0$:
$R_0 = \frac{U_{\text{表}}}{U - U_{\text{表}}} \times R_1 = \frac{1}{5} \times 50 = 10\,\Omega$ - 判断浓度临界值:
- 当$U_{\text{表}} > 3\,\text{V}$时,$R_1$两端电压$U_1 < 3\,\text{V}$
- 由分压比得$R_1 < R_0 = 10\,\Omega$
- 查图可知,$R_1 = 10\,\Omega$对应浓度$0.035\%$,故浓度需大于$0.035\%$。