Question

【题目】某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀，为此，小明设计了车载自动换气设备。

（1）小明找来二氧化碳气敏电阻Rx，其阻值与空气中二氧化碳浓度的关系如下表所示，其中二氧化碳浓度为0时，Rx阻值模糊不清．小明首先对该电阻阻值进行测量，他将空气通过氢氧化钠溶液后得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将Rx置于其中。

二氧化碳浓度/%	0	5	10	15	20	25	30
Rx/Ω		28	22	17	13	10	8

①图甲中电源电压恒为6V，请以笔画线代替导线，完成电路图剩余部分的连接．（要求：滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数都变大）

（____________）

②开关S闭合前，滑片P应移至______（选填“A”或“B”）端。

③闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数．若电路中只有一处故障，则可能为_______。

A．S断路 B．R＇断路 C．Rx短路 D．Rx断路

④排除故障后，移动滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，可计算出，二氧化碳为0时，Rx的阻值为______Ω。

⑤请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图象。

（____________）

（2）小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路包括：定值电阻R0，二氧化碳气敏电阻Rx，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大于0.1A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.1A衔铁被弹回；受控电路包括：恒为24V的蓄电池，额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气阀。

①请以笔画线代替导线完成电路连接，要求：闭合开关S，周围空气中二氧化碳浓度小于10%时，绿灯亮；大于10%时，红灯亮且换气扇正常工作．

（____________）

②定值电阻R0的阻值应为______Ω。

Answer 1

【答案】 A D 35 38

【解析】

（1）①用伏安法测电阻大小，电流表要串联在电路中，由图乙可知，电压表选用大量程，电流表选用小量程，因要求滑片P向B端移动时，电流表的示数变大，则电路中的电阻变小，即滑动变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中，根据欧姆定律的变形公式U=IR，待测电阻的电压变大，电压表示数变大，故电压表并联在待测电阻的两端，如图所示：

②开关S闭合前，滑片P应移至阴性阻值最大处，即A端；

③A、S断路，电路是断路，电流表和电压表都没有示数，故A错误；

B、R＇断路，整个电路断路，电流表、电压表都无示数，故B错误；

C、Rx短路，电路是通路，电流表有示数，电压表没有示数，故C错误；

D、Rx断路，电路断路，电流表没有示数，电压表串联在电路中，电压表有示数，故D正确；

④图中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为为3.5V；电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.1A，由欧姆定律，待测电阻Rx==35Ω；

⑤由表中数据，在坐标系中确定对应的点，用平滑的曲线连接起来，如下图所示：

（2）①闭合开关S，因周围空气中二氧化碳浓度越大，气敏电阻越小，当大于10%时，电阻小于某一值，电流大于0.1A，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮且换气扇正常工作，同时绿灯断开不亮；当周围空气中二氧化碳浓度小于10%时，电阻大于某一值，电流小于0.1A，绿灯亮；将控制电路与电源串联起来；电流小于0.1A时，上触点与衔铁接触，绿灯与电源连接，绿灯亮；电流大于0.1A时，磁铁将衔铁吸下，下触点与衔铁接触，上触点与衔铁分离，红灯与换气扇并联，红灯亮且换气扇正常工作，绿灯断路；电路连接如下图所示：

②由表中数据可知，当周围空气中二氧化碳浓度为10%时，气敏电阻大小为R′x=22Ω，电路中电流I=0.1A，根据欧姆定律和电阻的串联规律，R0==-22Ω=38Ω。