题目内容

9．CO是人们日常生活生产中常见的有毒气体，当空气中的CO气体的浓度大于等于150ppm时，就十分危险，甚至威胁到生命安全．小明想利用所学的电路知识设计出一种简单CO探测报警装置．通过查阅资料找到针对一氧化碳CO灵敏度极高的是气敏元件UL281．当空气中的CO气体的浓度等于150ppm时，气敏元件UL281的电阻值为10Ω．请选择其中一种方法并完成电路设计（两种都做，以方法一为准）．
方法一方法二
电路元件：6V电源、开关S、气敏元件UL281Rx、定值电阻R0、电压表、导线．电路元件：6V电源、开关S、气敏元件UL281Rx、定值电阻R0、电流表、导线．
原理：闭合开关S，将气敏元件UL281Rx放在检测的空气中，若电压表读数大于等于1.5V，表明CO气体的浓度大于等于150ppm；若电压表读数小于1.5V，则CO气体的浓度小于150ppm．
（1）请用笔划线代替导线完成电路连接．


（2）定值电阻R0的阻值应为$\frac{10}{3}$Ω；Ω．		原理：闭合开关S，将气敏元件UL281Rx放在检测的空气中，若电流表读数大于等于0.3A，表明CO气体的浓度大于等于150ppm；若电流表读数小于0.3A，则CO气体的浓度小于150ppm．
（1）请用笔划线代替导线完成电路连接．


（2）定值电阻R0的阻值应为10Ω．

分析 解法一：根据当空气中的CO气体的浓度增大时，气敏元件UL281Rx电阻越小，根据分压原理确定电压表的位置选择小量程连接，由串联电路电压的规律求出定值电阻的大小．
解法二：当空气中的CO气体的浓度越大，气敏元件UL281Rx电阻越小，根据电阻的串联，电路的电阻越小，由欧姆定律，电路的电流越大，可知两电阻串联，确定两电阻的连接，根据电阻的串联和欧姆定律求求出定值电阻的大小．

解答 解：解法一：（1）当空气中的CO气体的浓度越大，气敏元件UL281Rx电阻越小，根据分压原理，分得的电压越小，定值电阻的电压越大，根据若电压表读数大于等于1.5V，表明CO气体的浓度大于等于150ppm，故电压表选用小量程并联在R0的两端，如下图1所示：

（2）当电压表示数为1.5V时，根据串联电路电压的规律，RX的电压为6V-1.5V=4.5V，定值电阻的电压为RX的电压$\frac{1.5V}{4.5V}$倍，根据分压原理：
R0=$\frac{1.5V}{4.5V}$×10=$\frac{10}{3}$Ω；
解法二：
（1）当空气中的CO气体的浓度越大，气敏元件UL281Rx电阻越小，根据电阻的串联，电路的电阻越小，由欧姆定律，电路的电流越大，可知两电阻串联，电流表选用小量程测电路中的电流大小，如下图2所示：


（2）根据欧姆定律，当电流为0.3A时，电路的电阻R=$\frac{U}{I}=\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，根据电阻的串联，
定值电阻R0=R-RX=20Ω-10Ω=10Ω．
故答案为：解法一：（1）如图1所示；（2）$\frac{10}{3}$Ω；
解法二：（1）如图2所示；（2）10Ω．

点评 本题考查电路的连接及串联电路规律和欧姆定律的应用．关键是明白题意，确定电路的连接是关键．

练习册系列答案
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19．在“测量盐水密度”的实验中，实验用砝码盒中配备有100g、50g、20g、10g、5g的砝码．请填写下列空格：
（1）调节天平前应将游码移至0刻度线处，此时发现指针指在分度盘的左侧，则应调节平衡螺母，使横梁平衡．
（2）小明同学进行了下列实验操作：
A．用天平测出空总质量m1；
B．将盐水倒入烧杯，用天平测出烧杯和盐水的总质量m2；
C．将烧杯中盐水的一部分倒入量筒，测出这部分盐水的体积V；
按照以上顺序，则测量出来的盐水密度与真实相比偏大（“偏大”“偏小”“一样大”）
为了尽可能减小实验误差，顺序应调整为：BCA（填字母代号）．
（3）小明测量烧杯和盐水的总质量m2时，估计盐水和烧杯的总质量在150g左右．加砝码时，用镊子夹取100g、50g砝码各1个放入右盘中，若指针右偏，则应取下50g的砝码，试加其它砝码，同时调节游码．
（4）如图是小明同学在实验操作过程中的情况．他的错误是：测量过程中调节平衡螺母．
（5）另一同学想测出某品牌牛奶的密度，为此他利用实验台上的弹簧、空饮料瓶、水、细线等物品来测量．其操作步骤是：
①用弹簧测力计测出空饮料瓶的重力G1；
②在空饮料瓶中装满水，用弹簧测力计测出瓶和水的总重力G2，通过计算，表示出水的体积V=$\frac{{G}_{2}-{G}_{1}}{{ρ}_{水}g}$（用测出物理量的字母表示，水的密度用ρ水表示）；
③把饮料瓶中的水倒尽，在空饮料瓶中装满牛奶，用弹簧测力计测出瓶和牛奶的总重力G3；
④计算牛奶密度ρ=$\frac{{G}_{3}-{G}_{1}}{{G}_{2}-{G}_{1}}$•ρ水．（用测出的物理量的字母表示，水的密度用ρ水表示）
20．下列现象不能说明物体具有惯性的是（　　）
A．射出枪膛的子弹，仍能在空中飞行
B．行驶中的汽车紧急刹车后，还会向前滑行一段距离
C．树上熟透的苹果，沿竖直方向落下
D．站立在静止的汽车上的人，当车突然向前启动，人会向后摔倒
17．下列说法中正确的是（　　）
A．物体的运动速度越快，其惯性越大
B．竖直抛向空中的石块，运动的越来越慢，是由于石块的惯性越来越小
C．汽车轮胎上有凹凸不平的花纹是为了减小摩擦
D．物体只在两个力作用下做匀速直线运动，这两个力一定是平衡力
4．有一种“闯红灯违法证据模拟记录器”如图甲，其工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力、它的阻值变化（变化规律如图乙所示）引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下；光控开关未受到该种光照射自动断开，衔铁没有被吸引，受控电路中的指示灯发光．已知控制电路电压为6V，电磁继电器线圈电阻10Ω，当控制电路中电流等于或大于0.06A时，衔铁被吸引．

（1）光控开关在接收到红光时，会自动闭合；
（2）质量大于或等于400kg的车辆违规时会被拍照记录（g取10N/kg）；
（3）要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中与压敏电阻并联 （并联/串联）一个电阻．
14．一空心铝球的质量为27g，向其中空心部分注满酒精后的总质量为43g，问此空心铝球的体积为多大？（已知：ρ铝=2.7g/cm3，ρ酒精=0.8g/cm3）
1．在学习“压力的作用效果与哪些因素有关”的知识后，小明设计了一个实验来探究“压力的作用效果与哪些因素有关”．

请你利用学过的知识分析：
（1）通过观察海绵凹陷程度知道压力的作用效果．
（2）通过观察甲、乙两个图后得出：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显
（3）通过观察甲、丁两个图后得出：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显．
（4）图丙中小桌对海绵的压强设为P丙，图丁中的小桌对木板的压强设为P丁，则P丙等于（选填“大于”“小于”或“等于”）P丁．
（5）比较图丙、丁两图得出“压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越不明显”的结论．这个结论不正确（“正确”、“不正确”），理由受力面的材料相同．
18．物体随传送带一起向右匀速行驶过程中（如图甲所示）不受摩擦力的作用（选填“受到”或“不受”）；物体随着倾斜的传送带一起匀速向下运动过程中（如图乙所示）受到摩擦力的作用（选填“受到”或“不受”）．甲乙两图中，皮带与皮带轮之间的摩擦属于静摩擦（选填“滑动摩擦”“滚动摩擦”或“静摩擦”）．
16．小华“探究弹簧的伸长跟外力的关系”时，数据如表：
拉力N01.02.03.04.05.06.08.0
指针cm2345677.57.5
（1）这项研究的实际应用是弹簧测力计；
（2）该弹簧原长是2cm，能承受的最大拉力为5.0N，当指针指在5.8cm时，拉力为3.8N；
（3）根据数据作出三个图象，其中正确的是B
0
（4）图B不过原点的原因是弹簧有原长．

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