某次旅遊,密閉大巴內坐滿了遊客,司機忘了打開換氣設備,時間一久,車內二氧化碳濃度上升,令人頭暈腦脹.爲此,小明...
問題詳情:
某次旅遊,密閉大巴內坐滿了遊客,司機忘了打開換氣設備,時間一久,車內二氧化碳濃度上升,令人頭暈腦脹.爲此,小明設計了車載自動換氣設備
(一)小明找來二氧化碳氣敏電阻Rx,其電阻值與空氣中二氧化碳濃度關係如表格所示,其中二氧化碳濃度爲0時,Rx阻值模糊不清,他對該電阻阻值進行測量
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*氧化*溶液,得到二氧化碳濃度爲0的空氣,並收集於集氣瓶中,再將Rx置於其中
(1)圖*電源電壓恆爲6V,請以筆畫導線完成電路圖剩餘部分的連接.要求,滑片P向B端移動時,電壓表、電流表的示數都變大.
(___)
(2)開關S閉合前,滑片P應移至_____(選填“A”或“B”)端.
(3)閉合開關S,發現電流表無示數,電壓表有示數.電路某一故障可能爲_____.
A、S斷路 B、R'斷路 C、Rx短路 D、Rx斷路
(4)排除故障後,移動滑片P,電壓表、電流表示數如圖乙所示,二氧化碳爲0時,Rx的阻值爲_____Ω
(5)請在*圖中畫出Rx阻值與空氣中二氧化碳濃度的關係圖象.
(___)
(二)小明利用電磁繼電器設計車載自動換氣設備,如圖丁所示,控制電路,恆爲6V的蓄電池,開關S,定值電阻R0,二氧化碳氣敏電阻Rx,電磁繼電器的線圈電阻不計,線圈電流大0.1A時銜鐵被吸下,線圈電流小於0.1A銜鐵被*回,受控電路包括,恆爲24V的蓄電池,額定電壓均爲24V的綠燈、紅燈、換氣扇.
(6)請以筆畫線完成電路連接,要求:閉合開關S,周圍空氣中二氧化碳濃度小於8%時,綠燈亮;大於8%時,紅燈亮且換氣扇正常工作.
(___)
(7)定值電阻R0的阻值應爲_____Ω.
【回答】
A D 35 35
【分析】
(1)由圖乙確定兩表的量程,根據要求滑片P向B端移動時,電壓表、電流表的示數變大確定變阻器的連接與電壓表的連接;
(2)爲保護電路,開關S閉合前,滑片P應移至阻值最大處;
(3)若電流表示數爲0,說明電路可能斷路;電壓表有示數,說明電壓表與電源連通,則與電壓表並聯的支路以外的電路是完好的,則與電壓表並聯的電阻斷路了;
(4)分別圖中電壓表大量程和電流表小量程讀數,根據歐姆定律求電阻;
(5)根據描點作圖;
(6)將控制電路串聯起來;根據電流大於0.1A,電磁鐵將銜鐵吸下,紅燈亮且換氣扇正常工作,同時綠燈斷開不亮;當電流小於0.1A,綠燈亮:故紅燈亮與換氣扇並聯,根據銜鐵吸下時與下觸點接觸,電流小於0.1A時與上觸點接觸,按要求連接工作電路;
(7)由圖2可知,當週圍空氣中二氧化碳濃度爲8%時,氣敏電阻大小爲R′X=25歐姆,根據歐姆定律和電阻的串聯求出定值電阻的大小.
【詳解】
(1)用伏安法測電阻大小,電流表要串聯在電路中,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端移動時,電流表的示數變大,則電路中的電阻變小,即滑動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,根據歐姆定律的變形公式U=IR,待測電阻的電壓變大,由串聯電路的電壓規律,電壓表示數變小,故電壓表並聯在待測電阻的兩端,
如下圖1所示:
(2)開關S閉合前,滑片P應移至**阻值最大處,即A端;
(3)閉合開關S,發現電流表無示數,電壓表有示數.電路某一故障可能爲Rx斷路,選D;
(4)圖中電壓表選用大量程,分度值爲0.5V,示數爲爲3.5V;電流表選用小量程,分度值爲0.02A,示數爲0.1A,由歐姆定律,待測電阻:
RX=;
(5)由表中數據,在座標系中確定對應的點,用平滑的曲線連接起來,如下圖2所示所示:
(6)閉合開關S,因周圍空氣中二氧化碳濃度越大,氣敏電阻越小,當大於8%時,電阻小於某一值,電流大於0.1A,電磁鐵將銜鐵吸下,紅燈亮且換氣扇正常工作,同時綠燈斷開不亮;當週圍空氣中二氧化碳濃度小於8%時,電阻大於某一值,電流小於0.1A,綠燈亮;
將控制電路與電源串聯起來;
電流小於0.1A時,上觸點與銜鐵接觸,綠燈與電源連接,綠燈亮;
電流流大於電0.1A時,磁鐵將銜鐵吸下,下觸點與銜鐵接觸,上觸點與銜鐵分離,紅燈與換氣扇並聯,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,當週圍空氣中二氧化碳濃度爲8%時,氣敏電阻大小爲R′X=25歐姆,電路中電流I=0.1A
,根據歐姆定律和電阻的串聯規律,
R0=﹣R′X=﹣25Ω=35Ω;
【點睛】
本題考查測電阻的電路連接、注意事項、故障分析、電錶讀數、電阻計算,同時也考查了電磁繼電器的運用及電路的連接,並汲及運用圖象解決問題的思想,綜合*強,難度較大.
知識點:電磁鐵 電磁繼電器
題型:實驗,探究題