Question

(5分)甲烷氣體(CH₄)無色、無臭，是沼氣的主要成份．甲烷氣體在空氣中的濃度在一定范圍內(nèi)，遇到明火會發(fā)生爆炸．由此，陽湖中學(xué)綜合實(shí)踐活動小組的同學(xué)就甲烷氣體的濃度測量展開探究活動．小組同學(xué)通過上網(wǎng)查詢，知道用二氧化錫制成的電阻阻值隨空氣中甲烷氣體濃度(甲烷氣體在空氣中的體積分?jǐn)?shù))的增大而減�。�他們從物理實(shí)驗(yàn)室借來一只二氧化錫電阻Rx，并從產(chǎn)品說明書上獲取相關(guān)參數(shù)，如下表所示．

甲烷氣體濃度／％	O	20	40	60	80	100
Rx／Q	25	20	15	lO	7	5

(1)請?jiān)谙聢D中作出二氧化錫電阻阻值Rx與甲烷氣體濃度的關(guān)系圖像．(1分)

(2)小組同學(xué)利用電壓為6V的電源、阻值為15Ω的定值電阻R₀，量程為“0～0.6A” 和 “0～3A”的電流表及二氧化錫電阻Rx制作成甲烷氣體濃度檢測儀，其電路圖如圖所示。當(dāng)甲烷氣體濃度增大時，電流表的示數(shù)將    (變大／變�。�不變)。為使讀數(shù)更為準(zhǔn)確，電流表的量程應(yīng)選               。

(3)甲烷氣體濃度在5%～15％范圍內(nèi)，遇到明火會發(fā)生爆炸．如果某綠色農(nóng)場利用該甲烷氣體濃度檢測儀檢測沼氣池中甲烷氣體的濃度，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.16A時，請求出該沼氣池中的甲烷氣體濃度大約是多少?一旦遇到明火，是否會發(fā)生爆炸?

 

Answer 1

【答案】

(1)

(2)  變大  、  0～0.6A   。(3) Rx=22.5Ω，濃度在8%～10％之間均給分，是

【解析】

試題分析：二氧化錫制成的電阻阻值隨空氣中甲烷氣體濃度的增大而減小，但不會減小到0．R_X與R₀串聯(lián)，二氧化錫制成的電阻阻值隨空氣中甲烷氣體濃度的增大而減小，電路電阻減小，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知電流的變化．已知電源電壓和R₀的阻值，利用歐姆定律可估測電流的大小，從而判斷出所選用的電流表的量程．根據(jù)歐姆定律求出此時電路的總電阻，總電阻減去R₀的阻值，就是R_X的阻值，再對應(yīng)表格查出甲烷氣體濃度，從而判斷出遇到明火，是否會發(fā)生爆炸．

（1）R_X隨甲烷氣體濃度的增加而減小，但電阻不會減小到0，如圖：

（2）R_X與R₀串聯(lián)，電路電阻減小，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知，電路電流變大，

電壓為6V，阻值為15Ω的定值電阻R₀，電路電流一定小于I==0.4A，所以電流表量程選0～0.6A．

故答案為：變大；0～0.6．

（3）電路總電阻R==37.5Ω，R_X=R-R₀=37.5Ω-15Ω=22.5Ω

查表得：此時甲烷氣體濃度為10%，遇到明火會發(fā)生爆炸．

考點(diǎn)：歐姆定律的應(yīng)用