Question

19．氧化錫是一種對氣體中酒精含量敏感的材料：當(dāng)周圍氣體中酒精濃度發(fā)生變化時，其阻值也會發(fā)生變化．小明為研究某型號氧化錫檢測電阻咫的阻值隨氣體中酒精濃度變化的關(guān)系，采用圖1所示實驗裝置進行實驗：在可以直接測得酒精濃度的容器中噴入霧狀酒精，閉合電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值至適當(dāng)值，讀出電壓表和電流表的示數(shù)，改變噴入霧狀酒精的量，重復(fù)上述實驗，計算出風(fēng)的值．即可得到凡的阻值隨氣體中酒精濃度變化的關(guān)系圖線．

（1）每次實驗之前，小明都應(yīng)先將滑動變阻器R的滑動片置于b端（選填“a”或“b”）：
（2）小明在實驗中測得多組數(shù)據(jù)如表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
氣體中酒精濃度（mg/L）	0.0l	0.02	0.04	0.06	0.07	0.09	0.12	0.15
電壓表示數(shù)（V）	2.00	2.40	2.20	1.60	1.40	1.20	1.00	0.86
電流表示數(shù)（A）	0.10	0.15	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20	0.20
電阻的阻值（Ω）	20		11	8	7		5	4.3

請在圖2所示的坐標(biāo)系中描繪出凡的阻值隨氣體中酒精濃度變化的關(guān)系圖線；
（3）我國《道路交通安全法》規(guī)定：嚴(yán)禁酒后駕車!參照《車輛駕駛?cè)藛T呼氣酒精含量閾值與檢驗標(biāo)準(zhǔn)（GBl9522）》，呼氣中酒精濃度大于等于0.09mg/L就屬于酒后駕車．小明用該型號氧化錫檢測電阻R制成一個簡易的酒駕測試儀．給定下列器材和要求，請你在圖3中幫他連接實物圖；
器材：電源（E=6V，r=2Ω）、開關(guān)S、氧化錫檢測電阻R_x、定值電阻R₀、理想電壓表、導(dǎo)線．
要求：閉合開關(guān)S，檢測者呼出氣體流經(jīng)R_x．若電壓表讀數(shù)大于等于1.2V，則檢測者屬于酒后駕車若電壓表讀數(shù)小于1.2V，則不屬于酒后駕車．
（4）在（3）問中，定值電阻R₀的阻值應(yīng)為22Ω．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器在使用的過程中，開始時，要使滑動變阻器的阻值最大；
（2）先根據(jù)歐姆定律求出2、6的電阻，再應(yīng)用描點法作圖，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點，然后根據(jù)各點作出圖象；
（3）根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實物圖；
（4）先根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)利用閉合電路歐姆定律求出電路中的總電阻，即可求出定值電阻的阻值．

解答 解：（1）滑動變阻器在使用的過程中，開始時要使滑動變阻器的阻值最大，故應(yīng)接在b端；
（2）根據(jù)歐姆定律，求出2、6的兩組電阻的阻值：${R}_{2}=\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{2.40}{0.15}=16$Ω；${R}_{6}=\frac{{U}_{6}}{{I}_{6}}=\frac{1.20}{0.20}=6.0$Ω
應(yīng)用描點法作圖，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點，然后根據(jù)各點作出圖象如圖：
（3）認(rèn)真分析實驗原理圖，根據(jù)電流的方向，由電源正極開始，依次連接實物圖即可；
（4）從圖表中可知，當(dāng)電壓表的讀數(shù)是1.2V時，電阻的數(shù)據(jù)是6Ω，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得：
$I=\frac{E}{{R}_{0}+{R}_{x}+r}$
解得：${R}_{0}=\frac{E}{I}-{R}_{x}-r=\frac{6}{0.2}-6-2=22$Ω
故答案為：
（1）b
（2）如圖所示
（3）如圖所示
（4）22

點評 該題是根據(jù)伏安法測電阻得出的設(shè)計性的實驗，要先理解實驗的原理；結(jié)合已學(xué)習(xí)的知識對題目進行分析，然后正確建立物理模型是解題的關(guān)鍵．