Question

（12分）小明制作氧氣濃度探測器，過程如下：

（一）小明找來氧敏電阻Rx，其電阻值與空氣中氧氣濃度的關(guān)系如表格所示．其中，氧氣濃度為0時，氧敏電阻的阻值模糊不清，他對該電阻值進行測量．

氧氣濃度/%	0	5	10	15	20	25	30
Rx/Ω		10	16	21	25	28	30

在集氣瓶內(nèi)，小明通過木炭燃燒制得氧氣濃度為零的空氣，再將Rx置于瓶內(nèi)．甲圖中電源電壓恒為6V，①、②號導線已經(jīng)連好．

（1）請用筆畫線代替導線，在甲圖中完成測量電路連接．

（2）開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片P應移至________（A/B）端．

（3）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)均為0．小明取下電壓表，將電壓表分別與導線①的兩端、導線②的兩端并聯(lián)，示數(shù)都為0；將電壓表與滑動變阻器B、D兩端并聯(lián)，示數(shù)也為0；將電壓表與開關(guān)兩端的接線柱并聯(lián)，示數(shù)為6V．若電路只有一處故障，則電路故障為________．

A．導線①斷路 B．導線②斷路 C．滑動變阻器內(nèi)部斷路 D．開關(guān)S內(nèi)部斷路

（4）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表、電流表示數(shù)如圖乙所示，則氧氣濃度為0時，Rx阻值為________Ω．

（5）請在丙圖中作出氧敏電阻Rx的阻值與空氣中氧氣濃度的關(guān)系圖象．

（二）小明制作氧氣濃度探測器的電路如圖丁所示，其中，電源電壓恒為6V，定值電阻R0阻值為5Ω．

（6）小明將氧敏電阻包裹在塑料袋中，先用嘴吸盡其中的空氣，在對塑料袋兒呼氣，閉合開關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.24A．他呼出氣體中氧氣濃度為________%；可見人呼吸時，________（能/不能）將吸入肺中的氧氣完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳．

（7）小明制作的探測器工作時，氧氣濃度越高，電流表示數(shù)越________ ．要想實現(xiàn)“氧氣濃度越高，電表示數(shù)越大”，應選用電壓表與上述電路中的________并聯(lián)．

 

Answer 1

如上圖所示；（2）A；（3）D；（4）3；（5）圖象如上圖所示；（6）14；不能；（7）小；Rx．

【解析】

試題分析： （1）電源的電壓為6V，則電壓表的量程選0～15V，且與氧敏電阻并聯(lián)；由表格數(shù)據(jù)可知，氧敏電阻隨氧氣濃度增大而增大，當氧氣濃度為0時氧敏電阻的阻值小于10Ω，則通過氧敏電阻的電流應大于=0.6A，則電流表的量程為0～3A，且與氧敏電串聯(lián)；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）滑動變阻器的兩個下面的接線柱中，B接入電路，滑動變阻器使用的是PB段電阻絲，開關(guān)閉合前，保護電路的滑動變阻器的滑片處于最大阻值處的A端；

（3）電壓表與開關(guān)兩端的接線柱并聯(lián)時示數(shù)為6V說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，且電壓表是完好的，電壓表分別與導線①的兩端、導線②的兩端并聯(lián)，示數(shù)都為0，說明電路斷路部位是開關(guān)斷路，D選項符合；

（4）由圖乙可知，電流表的量程為0～3A，分度值為0.1A，示數(shù)為1.5A，電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，示數(shù)為4.5V，則氧氣濃度為0時，；

（5）氧敏電阻Rx的阻值與空氣中氧氣濃度的關(guān)系圖象，如下圖所示：

（6）由電路圖可知，R0與Rx串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電流表的示數(shù)為0.24A，電路中的總電阻：

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，Rx=﹣R0=25Ω﹣5Ω=20Ω，

由圖象可知，氧氣的濃度約為14%，由此可知，人呼吸時，不能將吸入肺中的氧氣完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳；

（7）由表格數(shù)據(jù)可知，氧敏電阻隨氧氣濃度增大而增大，則氧氣濃度越高，電路中的總電阻越大，

由可知，電路中電流表的示數(shù)越小，由U0=I R0可知R0兩端的電壓越小，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各部分兩端電壓之和，總電壓不變，R0兩端的電壓越小，由Ux=U-U0可知，Rx兩端的電壓越大，要想實現(xiàn)“氧氣濃度越高，電表示數(shù)越大”，應選用電壓表與x并聯(lián)．

考點： 電阻的測量，歐姆定律，串聯(lián)電路電流和電壓關(guān)系。