Question

8．如圖為一種測(cè)量酒精氣體濃度的工作原理圖，電源電壓恒為12V，定值電阻R=40Ω，R₀是酒精氣敏電阻，阻值隨酒精氣體的濃度增大而減小，其阻值變化范圍為10Ω-20Ω，電壓表接入電路的量程為0-15V，電流表接入電路的量程為0-0.6A．閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)環(huán)境的酒精氣體的濃度增大時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
①電流表的示數(shù)變小
②電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變
③電壓表示數(shù)的范圍為8V-9.6V
④電阻R₀消耗的電功率范圍為0.4W-0.8W．

• A． 只有①②正確
• B． 只有①④正確
• C． 只有②③正確
• D． 只有②③④正確

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₀與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)環(huán)境的酒精氣體的濃度增大時(shí)，R₀阻值隨酒精氣體的濃度增大而減小，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和R兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知R兩端的電壓變化，由歐姆定律結(jié)合R的阻值判斷電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值變化；
（2）當(dāng)R₀=10Ω時(shí)，電路中的總電阻最小，電路中的電流最大即經(jīng)過(guò)R₀的電流最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出最大電流，根據(jù)U=IR求出電壓表的最大示數(shù)；根據(jù)P=I²R求出R₀消耗的電功率；當(dāng)R₀=20Ω時(shí)，電路中的總電阻最大，電路中的電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出最小電流，根據(jù)U=IR求出電壓表的最小示數(shù)；根據(jù)P=I²R求出R₀消耗的最小電功率．

解答 解：由電路圖可知，R₀與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)環(huán)境的酒精氣體的濃度增大時(shí)，R₀阻值隨酒精氣體的濃度增大而減小，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大，故①錯(cuò)誤；
由R=$\frac{U}{I}$可知，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值等于R的阻值，則電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值不變，故②正確；
（2）當(dāng)R₀=10Ω時(shí)，電路中的總電阻最小，電路中的電流最大，即經(jīng)過(guò)R₀的電流最大，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，經(jīng)過(guò)R₀的電流最大，I_大=$\frac{U}{{R}_{0小}+R}$=$\frac{12V}{10Ω+40Ω}$=0.24A，
則電壓表的最大示數(shù)為：U_最大=I_大R=0.24A×40Ω=9.6V，
R₀消耗的電功率：P_R0大=（I_大）²R₀=（0.24A）²×10Ω=0.576W，
當(dāng)R_0大=20Ω時(shí)，電路中的總電阻最大，電路中的電流最小，
電路中的最小電流：I_小=$\frac{U}{{R}_{0大}+R}$=$\frac{12V}{20+40Ω}$=0.2A，
則電壓表的最小示數(shù)為：U_最小=I_小R=0.2A×40Ω=8V，
所以，電壓表示數(shù)的范圍為8V-9.6V，故③正確；
R₀消耗的電功率：P_R0小=（I_小）²R₀=（0.2A）²×10Ω=0.4W，
所以，電阻R₀消耗的功率范圍為0.4W～0.576W，故④錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用以及電路的動(dòng)態(tài)分析，要注意電路中最大電流和最小電流的判斷．