Question

（12分）小明制作氧气浓度探测器，过程如下：

（一）小明找来氧敏电阻R_x，其电阻值与空气中氧气浓度的关系如表格所示．其中，氧气浓度为0时，氧敏电阻的阻值模糊不清，他对该电阻值进行测量．

氧气浓度/%	0	5	10	15	20	25	30
Rx/Ω		10	16	21	25	28	30

在集气瓶内，小明通过木炭燃烧制得氧气浓度为零的空气，再将R_x置于瓶内．甲图中电源电压恒为6V，①、②号导线已经连好．

（1）请用笔画线代替导线，在甲图中完成测量电路连接．

（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至________（A/B）端．

（3）闭合开关S，发现电流表、电压表示数均为0．小明取下电压表，将电压表分别与导线①的两端、导线②的两端并联，示数都为0；将电压表与滑动变阻器B、D两端并联，示数也为0；将电压表与开关两端的接线柱并联，示数为6V．若电路只有一处故障，则电路故障为________．

A．导线①断路  B．导线②断路  C．滑动变阻器内部断路  D．开关S内部断路

（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，则氧气浓度为0时，R_x阻值为________Ω．

（5）请在丙图中作出氧敏电阻R_x的阻值与空气中氧气浓度的关系图象．

（二）小明制作氧气浓度探测器的电路如图丁所示，其中，电源电压恒为6V，定值电阻R₀阻值为5Ω．

（6）小明将氧敏电阻包裹在塑料袋中，先用嘴吸尽其中的空气，在对塑料袋儿呼气，闭合开关S，电流表的示数为0.24A．他呼出气体中氧气浓度为________%；可见人呼吸时，________（能/不能）将吸入肺中的氧气完全转化为二氧化碳．

（7）小明制作的探测器工作时，氧气浓度越高，电流表示数越________ ．要想实现“氧气浓度越高，电表示数越大”，应选用电压表与上述电路中的________并联．

Answer

如上图所示；（2）A；（3）D；（4）3；（5）图象如上图所示；（6）14；不能；（7）小；Rx．

【解析】

试题分析： （1）电源的电压为6V，则电压表的量程选0～15V，且与氧敏电阻并联；由表格数据可知，氧敏电阻随氧气浓度增大而增大，当氧气浓度为0时氧敏电阻的阻值小于10Ω，则通过氧敏电阻的电流应大于=0.6A，则电流表的量程为0～3A，且与氧敏电串联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：

（2）滑动变阻器的两个下面的接线柱中，B接入电路，滑动变阻器使用的是PB段电阻丝，开关闭合前，保护电路的滑动变阻器的滑片处于最大阻值处的A端；

（3）电压表与开关两端的接线柱并联时示数为6V说明电压表两接线柱与电源之间是通路，且电压表是完好的，电压表分别与导线①的两端、导线②的两端并联，示数都为0，说明电路断路部位是开关断路，D选项符合；

（4）由图乙可知，电流表的量程为0～3A，分度值为0.1A，示数为1.5A，电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为4.5V，则氧气浓度为0时，；

（5）氧敏电阻Rx的阻值与空气中氧气浓度的关系图象，如下图所示：

（6）由电路图可知，R0与Rx串联，电流表测电路中的电流，电流表的示数为0.24A，电路中的总电阻：

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，Rx=﹣R0=25Ω﹣5Ω=20Ω，

由图象可知，氧气的浓度约为14%，由此可知，人呼吸时，不能将吸入肺中的氧气完全转化为二氧化碳；

（7）由表格数据可知，氧敏电阻随氧气浓度增大而增大，则氧气浓度越高，电路中的总电阻越大，

由可知，电路中电流表的示数越小，由U0=I R0可知R0两端的电压越小，

因串联电路中总电压等于各部分两端电压之和，总电压不变，R0两端的电压越小，由Ux=U-U0可知，Rx两端的电压越大，要想实现“氧气浓度越高，电表示数越大”，应选用电压表与x并联．

考点： 电阻的测量，欧姆定律，串联电路电流和电压关系。