Question

7．沼氣是有機(jī)物質(zhì)在一定的溫度、濕度、酸堿度的條件下，通過微生物發(fā)酵作用產(chǎn)生的，沼氣的主要成分是甲烷（CH₄）．經(jīng)研究可知，有機(jī)物變成沼氣的過程，首先是分解細(xì)菌將糞便、秸稈、雜草等復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡單的化合物和二氧化碳；然后在甲烷細(xì)菌的作用下，將簡單的化合物和二氧化碳氧化或還原成甲烷．甲烷是一種可燃?xì)怏w，濃度在5%～15%范圍內(nèi)，遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸．請(qǐng)分析回答：

甲烷氣體濃度%	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
Rx/Ω	25	22.5	20	17.5	15	12.5	l0	8.5	7	6	5

（1）用二氧化錫制成的電阻Rx的阻值隨空氣中甲烷氣體濃度的增大而減小，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示．利用電壓為6V 的電源、阻值為10Ω 的定值電阻R₀、電流表和電阻R_x制作成甲烷氣體濃度檢測儀（如圖）．當(dāng)甲烷氣體濃度增大時(shí)，電流表的示數(shù)將變大（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）用該檢測儀測某沼氣池上方空氣樣品中甲烷氣體濃度時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，請(qǐng)通過計(jì)算判斷該沼氣池中的甲烷氣體遇到明火是否會(huì)發(fā)生爆炸．

Answer 1

分析 （1）R_X與R₀串聯(lián)，二氧化錫制成的電阻阻值隨空氣中甲烷氣體濃度的增大而減小，電路電阻減小，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知電流的變化．
（2）根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)電路的總電阻，總電阻減去R₀的阻值，就是R_X的阻值，再對(duì)應(yīng)表格查出甲烷氣體濃度，從而判斷出遇到明火，是否會(huì)發(fā)生爆炸．

解答 解：（1）由題意可知，甲烷氣體濃度增大時(shí)，R_x的阻值變小，R_x與R₀串聯(lián)，電路電阻減小，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知，電路電流變大；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得：電路總電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可知：
R_x=R-R₀=30Ω-10Ω=20Ω．
查表得：此時(shí)甲烷氣體濃度為20%，遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸．
故答案為：（1）變大；（2）會(huì)．

點(diǎn)評(píng) 此題涉及到有機(jī)物的分解、方程式的書寫、歐姆定律的應(yīng)用等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，綜合性強(qiáng)，難度大．解答時(shí)要注意統(tǒng)一使用國際單位制單位．