题目
为了减少病毒传染,确保全校师生身体健康,学校利用过氧乙酸气体对办公室、教室等进行熏蒸消毒。某兴趣小组设计了一个简易检测仪,检测教室空气中过氧乙酸气体的浓度,其电路原理如图甲所示。电源电压恒为12V。R0为定值电阻,过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示,已知R0=20Ω。(1)传感器R1的阻值随过氧乙酸气体的浓度增加而 ____ 。(2)未消毒时(即过氧乙酸气体的浓度为0),电压表示数为多少?(3)该检测仪处在过氧乙酸气体的浓度为0.15g/m3时,通过整个电路的电流是多少?(4)某次消毒后对过氧乙酸气体的浓度进行检测时,电压表示数为8V,请通过计算判断该次消毒为不合格、合格还是超标。(消毒标准如下:当ρ<0.15g/m3时为不合格;当0.15g/m3⩽ρ⩽0.3g/m3时为合格;当ρ>0.3g/m3时为超标)↑Rt/Ω-|||-v 60-|||-50-|||-Rt R。 40-|||-过氧乙酸气 30-|||-体传感器 20-|||-s 10-|||-0 0.1 0.2 0.3 0.4 ρ/(g·m^(-3))-|||-甲 乙
为了减少病毒传染,确保全校师生身体健康,学校利用过氧乙酸气体对办公室、教室等进行熏蒸消毒。某兴趣小组设计了一个简易检测仪,检测教室空气中过氧乙酸气体的浓度,其电路原理如图甲所示。电源电压恒为12V。R0为定值电阻,过氧乙酸气体传感器R1的阻值随过氧乙酸气体浓度ρ的变化关系如图乙所示,已知R0=20Ω。
(1)传感器R1的阻值随过氧乙酸气体的浓度增加而 ____ 。
(2)未消毒时(即过氧乙酸气体的浓度为0),电压表示数为多少?
(3)该检测仪处在过氧乙酸气体的浓度为0.15g/m3时,通过整个电路的电流是多少?
(4)某次消毒后对过氧乙酸气体的浓度进行检测时,电压表示数为8V,请通过计算判断该次消毒为不合格、合格还是超标。(消毒标准如下:当ρ<0.15g/m3时为不合格;当0.15g/m3⩽ρ⩽0.3g/m3时为合格;当ρ>0.3g/m3时为超标)

(1)传感器R1的阻值随过氧乙酸气体的浓度增加而 ____ 。
(2)未消毒时(即过氧乙酸气体的浓度为0),电压表示数为多少?
(3)该检测仪处在过氧乙酸气体的浓度为0.15g/m3时,通过整个电路的电流是多少?
(4)某次消毒后对过氧乙酸气体的浓度进行检测时,电压表示数为8V,请通过计算判断该次消毒为不合格、合格还是超标。(消毒标准如下:当ρ<0.15g/m3时为不合格;当0.15g/m3⩽ρ⩽0.3g/m3时为合格;当ρ>0.3g/m3时为超标)

题目解答
答案
解:(1)传感器R1的阻值随过氧乙酸气体的浓度增加而降低;
(2)闭合开关,R0、Rt串联,电压表测量R0两端的电压。
当教室内空气没有消毒(即过氧乙酸气体的浓度为零)时,过氧乙酸气体传感器Rt的阻值为60Ω,
电路的总电阻R=R0+Rt=60Ω+20Ω=80Ω;
电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{80Ω}$=0.15A;
电压表的示数为R0=IR0=0.15A×20Ω=3V;
(3)该检测仪处在过氧乙酸气体的浓度为0.15g/m3时,从图中可知Rt的电阻为20Ω,
根据欧姆定律可知通过整个电路的电流I′=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{12V}{20Ω+20Ω}$=0.3A;
(4)电压表的示数为8V,根据欧姆定律可知电路中的电流I″=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{8V}{20Ω}$=0.4A,
根据串联电路的电压特点可知Rt两端的电压Ut″=U-UV=12V-8V=4V,
过氧乙酸气体传感器Rt的阻值Rt″=$\frac{U{″}_{t}}{I″}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω,
从题意可知过氧乙酸气体浓度为0.3g/m3,该次消毒为超标。
答:(1)降低;
(1)电压表示数为3V;
(3)通过整个电路的电流是0.3A;
(4)该次消毒为超标。
(2)闭合开关,R0、Rt串联,电压表测量R0两端的电压。
当教室内空气没有消毒(即过氧乙酸气体的浓度为零)时,过氧乙酸气体传感器Rt的阻值为60Ω,
电路的总电阻R=R0+Rt=60Ω+20Ω=80Ω;
电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{80Ω}$=0.15A;
电压表的示数为R0=IR0=0.15A×20Ω=3V;
(3)该检测仪处在过氧乙酸气体的浓度为0.15g/m3时,从图中可知Rt的电阻为20Ω,
根据欧姆定律可知通过整个电路的电流I′=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{12V}{20Ω+20Ω}$=0.3A;
(4)电压表的示数为8V,根据欧姆定律可知电路中的电流I″=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{8V}{20Ω}$=0.4A,
根据串联电路的电压特点可知Rt两端的电压Ut″=U-UV=12V-8V=4V,
过氧乙酸气体传感器Rt的阻值Rt″=$\frac{U{″}_{t}}{I″}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω,
从题意可知过氧乙酸气体浓度为0.3g/m3,该次消毒为超标。
答:(1)降低;
(1)电压表示数为3V;
(3)通过整个电路的电流是0.3A;
(4)该次消毒为超标。