Question

【題目】某次旅游，密閉大巴內(nèi)坐滿了游客，司機(jī)忘了打開換氣設(shè)備，時(shí)間一久，車內(nèi)二氧化碳濃度上升，令人頭暈?zāi)X脹。為此，小明設(shè)計(jì)了車載自動(dòng)換氣設(shè)備

（一）小明找來二氧化碳?xì)饷綦娮鑂x，其電阻值與空氣中二氧化碳濃度關(guān)系如表格所示，其中二氧化碳濃度為0時(shí)，Rx阻值模糊不清，他對(duì)該電阻阻值進(jìn)行測(cè)量

氧氣濃度/%	0	5	10	15	20	25	30
Rx/Ω		28	22	17	13	10	8

小明把空氣通過氫氧化鈉溶液，得到二氧化碳濃度為0的空氣，并收集于集氣瓶中，再將Rx置于其中

（1）圖甲電源電壓恒為6V，請(qǐng)以筆畫導(dǎo)線完成電路圖剩余部分的連接。要求，滑片P向B端移動(dòng)時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)都變大。

（___）

（2）開關(guān)S閉合前，滑片P應(yīng)移至_____（選填“A”或“B”）端。

（3）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)。電路某一故障可能為_____。

A、S斷路 B、R'斷路 C、Rx短路 D、Rx斷路

（4）排除故障后，移動(dòng)滑片P，電壓表、電流表示數(shù)如圖乙所示，二氧化碳為0時(shí)，Rx的阻值為_____Ω

（5）請(qǐng)?jiān)诒麍D中畫出Rx阻值與空氣中二氧化碳濃度的關(guān)系圖象。

（___）

（二）小明利用電磁繼電器設(shè)計(jì)車載自動(dòng)換氣設(shè)備，如圖丁所示，控制電路，恒為6V的蓄電池，開關(guān)S，定值電阻R0，二氧化碳?xì)饷綦娮鑂x，電磁繼電器的線圈電阻不計(jì)，線圈電流大0.1A時(shí)銜鐵被吸下，線圈電流小于0.1A銜鐵被彈回，受控電路包括，恒為24V的蓄電池，額定電壓均為24V的綠燈、紅燈、換氣扇。

（6）請(qǐng)以筆畫線完成電路連接，要求：閉合開關(guān)S，周圍空氣中二氧化碳濃度小于8%時(shí)，綠燈亮；大于8%時(shí)，紅燈亮且換氣扇正常工作。

（___）

（7）定值電阻R0的阻值應(yīng)為_____Ω。

Answer 1

【答案】 A D 35 35

【解析】

（1）由圖乙確定兩表的量程，根據(jù)要求滑片P向B端移動(dòng)時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)變大確定變阻器的連接與電壓表的連接；

（2）為保護(hù)電路，開關(guān)S閉合前，滑片P應(yīng)移至阻值最大處；

（3）若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；

（4）分別圖中電壓表大量程和電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)歐姆定律求電阻；

（5）根據(jù)描點(diǎn)作圖；

（6）將控制電路串聯(lián)起來；根據(jù)電流大于0.1A，電磁鐵將銜鐵吸下，紅燈亮且換氣扇正常工作，同時(shí)綠燈斷開不亮；當(dāng)電流小于0.1A，綠燈亮：故紅燈亮與換氣扇并聯(lián)，根據(jù)銜鐵吸下時(shí)與下觸點(diǎn)接觸，電流小于0.1A時(shí)與上觸點(diǎn)接觸，按要求連接工作電路；

（7）由圖2可知，當(dāng)周圍空氣中二氧化碳濃度為8%時(shí)，氣敏電阻大小為R′X＝25歐姆，根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)求出定值電阻的大小。

（1）用伏安法測(cè)電阻大小，電流表要串聯(lián)在電路中，由圖乙可知，電壓表選用大量程，電流表選用小量程，因要求滑片P向B端移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大，則電路中的電阻變小，即滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻變小，故滑片以右電阻絲連入電路中，根據(jù)歐姆定律的變形公式U＝IR，待測(cè)電阻的電壓變大，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，電壓表示數(shù)變小，故電壓表并聯(lián)在待測(cè)電阻的兩端，

如下圖1所示：

（2）開關(guān)S閉合前，滑片P應(yīng)移至陰性阻值最大處，即A端；

（3）閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)。電路某一故障可能為Rx斷路，選D；

（4）圖中電壓表選用大量程，分度值為0.5V，示數(shù)為為3.5V；電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.1A，由歐姆定律，待測(cè)電阻：

RX＝；

（5）由表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中確定對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，用平滑的曲線連接起來，如下圖2所示所示：

（6）閉合開關(guān)S，因周圍空氣中二氧化碳濃度越大，氣敏電阻越小，當(dāng)大于8%時(shí)，電阻小于某一值，電流大于0.1A，電磁鐵將銜鐵吸下，紅燈亮且換氣扇正常工作，同時(shí)綠燈斷開不亮；當(dāng)周圍空氣中二氧化碳濃度小于8%時(shí)，電阻大于某一值，電流小于0.1A，綠燈亮；

將控制電路與電源串聯(lián)起來；

電流小于0.1A時(shí)，上觸點(diǎn)與銜鐵接觸，綠燈與電源連接，綠燈亮；

電流流大于電0.1A時(shí)，磁鐵將銜鐵吸下，下觸點(diǎn)與銜鐵接觸，上觸點(diǎn)與銜鐵分離，紅燈與換氣扇并聯(lián)，紅燈亮且換氣扇正常工作，綠燈斷路；電路連接如下所示：

（7）由圖2可知，當(dāng)周圍空氣中二氧化碳濃度為8%時(shí)，氣敏電阻大小為R′X＝25歐姆，電路中電流I＝0.1A

，根據(jù)歐姆定律和電阻的串聯(lián)規(guī)律，

R0＝﹣R′X＝﹣25Ω＝35Ω；