Question

19．氧化錫是一種對(duì)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(shí)，其阻值也會(huì)發(fā)生變化．小明為研究某型號(hào)氧化錫檢測(cè)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(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：在可以直接測(cè)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(dòng)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(shí)驗(yàn)，計(jì)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(shí)驗(yàn)之前，小明都應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)片置于b端（選填“a”或“b”）：
（2）小明在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)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(qǐng)?jiān)趫D2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(guó)《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(yàn)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(hào)氧化錫檢測(cè)電阻R制成一個(gè)簡(jiǎn)易的酒駕測(cè)試儀．給定下列器材和要求，請(qǐng)你在圖3中幫他連接實(shí)物圖；
器材：電源（E=6V，r=2Ω）、開(kāi)關(guān)S、氧化錫檢測(cè)電阻R_x、定值電阻R₀、理想電壓表、導(dǎo)線．
要求：閉合開(kāi)關(guān)S，檢測(cè)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(cè)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(wèn)中，定值電阻R₀的阻值應(yīng)為22Ω．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器在使用的過(guò)程中，開(kāi)始時(shí)，要使滑動(dòng)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(diǎn)法作圖，根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)各點(diǎn)作出圖象；
（3）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)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(dòng)變阻器在使用的過(guò)程中，開(kāi)始時(shí)要使滑動(dòng)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(diǎn)法作圖，根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)各點(diǎn)作出圖象如圖：
（3）認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)原理圖，根據(jù)電流的方向，由電源正極開(kāi)始，依次連接實(shí)物圖即可；
（4）從圖表中可知，當(dāng)電壓表的讀數(shù)是1.2V時(shí)，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(diǎn)評(píng) 該題是根據(jù)伏安法測(cè)電阻得出的設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)，要先理解實(shí)驗(yàn)的原理；結(jié)合已學(xué)習(xí)的知識(shí)對(duì)題目進(jìn)行分析，然后正確建立物理模型是解題的關(guān)鍵．