Question

3．今年2月，湖南某男子將點(diǎn)燃的鞭炮投入窖井，瞬間引起了劇烈的爆炸，窖井蓋被掀起十多米高，小明了解到，原來窖井的有機(jī)垃圾經(jīng)發(fā)酵后產(chǎn)生大量的沼氣，鞭炮點(diǎn)燃沼氣引起了爆炸而有一種氣敏電阻，其阻值隨甲烷氣體濃度變化如圖甲所示，可以用來檢測(cè)甲烷氣體的濃度．

（1）小明利用電壓恒為6伏的電源、阻值為10歐的定值電阻R₀、電流表和氣敏電阻R_x制作成甲烷氣體濃度檢測(cè)儀，其原理如圖乙所示．當(dāng)甲烷氣體濃度增大時(shí)，電流表示數(shù)變大（選填“變大”、“不變”或“變小”）．
（2）甲烷氣體濃度在5%～15%范圍內(nèi)，遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸．若用自制檢測(cè)儀來測(cè)定小區(qū)窨井內(nèi)甲烷氣體的濃度，當(dāng)電流表示數(shù)為0.20安時(shí)．則該窖井內(nèi)甲烷氣體濃度大約是多少？一旦遇到明火，是否會(huì)發(fā)生爆炸？

Answer 1

分析 （1）由乙圖知兩電阻串聯(lián)，電流表測(cè)電路中電流，由圖甲可知?dú)饷綦娮鑂_x與濃度關(guān)系，根據(jù)歐姆定律判斷甲烷氣體濃度增大時(shí)，電流表示數(shù)的變化情況；
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.20A時(shí)，由歐姆定律和電路特點(diǎn)計(jì)算出此時(shí)R_x連入電路的阻值大小，從而判斷甲烷氣體濃度，以及是否會(huì)爆炸．

解答 解：
（1）由乙圖知R₀與R_x電阻串聯(lián)，電流表測(cè)電路中電流，由圖甲可知?dú)饷綦娮鑂_x與濃度增大而減小，電路的總電阻減小，電源電壓一定，由I=$\frac{U}{R}$可知此時(shí)電路電流變大，即電流表示數(shù)變大；
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為0.20A時(shí)，R_x連入電路的阻值：
R_x=R-R₀=$\frac{U}{I}$-R₀=$\frac{6V}{0.2A}$-10Ω=20Ω，
由圖象甲可知此時(shí)氣體濃度為10%，因?yàn)榧淄闅怏w濃度在5%～15%范圍內(nèi)，遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸，所以一旦遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸．
答：（1）變大；（2）窖井內(nèi)甲烷氣體濃度大約是10%，一旦遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸．

點(diǎn)評(píng) 本題考查串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的運(yùn)用，解題的關(guān)鍵是從圖象中找到有用信息．