Question

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，遇到明火會發生爆炸。由此，綜合實踐活動小組的同學就甲烷氣體的濃度測量展開探究活動。小組同學通過上網查詢，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數)的增大而減小。他們從物理實驗室借來一只二氧化錫電阻R_x，并從產品說明書上獲取相關參數，如下表所示。

甲烷氣體濃度／％	0	20	40	60	80	100
Rx／Ω	25	20	15	10	7	5

(1)請在下圖中作出二氧化錫電阻阻值R_x與甲烷氣體濃度的關系圖像。

   

 (2)小組同學利用電壓為6V的電源、阻值為15Ω的定值電阻R₀、量程為“0～0.6A”及

“0～3A”的電流表和二氧化錫電阻R_x制作成甲烷氣體濃度檢測儀，其電路圖如圖所示。當甲烷氣體濃度增大時，電流表的示數將          (選填“變大”、“變小”或不變)．為使測量更為準確，電流表的量程應選            A。

(3)甲烷氣體濃度在5%～15％范圍內，遇到明火會發生爆炸．如果某綠色農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時，電流表的示數為0.16A。請求出該沼氣池中的甲烷氣體濃度大約是多少？并說明，如果遇到明火是否會發生爆炸?

 

Answer 1

【答案】

(1)如圖

（2）增大；0~0.6 

（3）甲烷氣體濃度約為10%，會爆炸。

【解析】(1)如圖

（2）增大；0~0.6 

（3）R=U/I=6V/0.16A=37.5Ω                                              1分

     R_X=R-R₀=37.5Ω-15Ω=22.5Ω                                          1分

    從圖可知，此時甲烷氣體濃度約為10%，會爆炸。                        1分