8.(★★★)某学校科技小组设计了一个室内天然气泄漏检测仪,原理如图17W2-8所示。其中,电源电压不变,定值电阻的电阻为$R_0$,检测天然气浓度的气敏电阻的电阻为$R$,天然气浓度增大时,电阻$R$减小。当显示仪示数达到一定数值时,电路报警。现闭合开关S,下列判断正确的是 【 】

A.显示仪一定是电流表
B.室内有天然气泄漏时,显示仪示数变小
C.室内有天然气泄漏时,电路中的电流变小
D.若要调低报警浓度,可将电阻为$R_0$的定值电阻换成电阻更大一点的定值电阻
A.显示仪一定是电流表
B.室内有天然气泄漏时,显示仪示数变小
C.室内有天然气泄漏时,电路中的电流变小
D.若要调低报警浓度,可将电阻为$R_0$的定值电阻换成电阻更大一点的定值电阻
答案
D
解析
1. 分析电路结构:气敏电阻R与定值电阻R₀串联,显示仪并联在R₀两端,因此显示仪是电压表,A错误。
2. 室内天然气泄漏时,天然气浓度增大,气敏电阻R阻值减小,电路总电阻R总=R+R₀减小,电源电压不变,由欧姆定律I=U/R总可知,电路总电流变大,C错误;R₀为定值电阻,由U₀=IR₀可知,R₀两端电压变大,即显示仪示数变大,B错误。
3. 调低报警浓度,意味着天然气浓度更低(对应气敏电阻R的阻值更大)时,显示仪示数就能达到报警阈值。若将R₀换成阻值更大的定值电阻,在R更大的情况下,由串联分压规律U₀=U·R₀/(R+R₀)可知,R₀两端电压更容易达到报警数值,可实现调低报警浓度的效果,D正确。
2. 室内天然气泄漏时,天然气浓度增大,气敏电阻R阻值减小,电路总电阻R总=R+R₀减小,电源电压不变,由欧姆定律I=U/R总可知,电路总电流变大,C错误;R₀为定值电阻,由U₀=IR₀可知,R₀两端电压变大,即显示仪示数变大,B错误。
3. 调低报警浓度,意味着天然气浓度更低(对应气敏电阻R的阻值更大)时,显示仪示数就能达到报警阈值。若将R₀换成阻值更大的定值电阻,在R更大的情况下,由串联分压规律U₀=U·R₀/(R+R₀)可知,R₀两端电压更容易达到报警数值,可实现调低报警浓度的效果,D正确。
9. (★★★)(2025·连云港)某兴趣小组想设计一种能自动测定光照强度的装置,当光照强度增强时,光敏电阻的电阻$R_x$变小,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小。若电源电压不变,定值电阻的电阻为$R_0$,则下列设计的电路图(图17W2-9)中符合要求的是
【
】
【
答案
解:
对各选项逐一分析:
A. 由图可知,$R_0$与$R_x$并联,显示器(电压表)并联在$R_x$两端,测量电源电压,电源电压恒定,因此无论$R_x$阻值如何变化,电压表示数始终不变,不符合要求。
B. 由图可知,$R_0$与$R_x$串联,显示器测量$R_x$两端电压。光照增强时,$R_x$变小,电路总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路电流变大;定值电阻$R_0$两端电压$U_0=IR_0$随之变大,根据串联电路电压规律$U=U_0+U_x$,$R_x$两端电压$U_x=U-U_0$,因此$U_x$变小,电压表示数减小,不符合要求。
C. 由图可知,$R_0$与$R_x$串联,显示器测量$R_0$两端电压。光照增强时,$R_x$变小,电路总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路电流变大;$R_0$为定值电阻,其两端电压$U_0=IR_0$随电流增大而增大,电压表示数变大;光照减弱时,$R_x$变大,电路电流变小,$R_0$两端电压变小,电压表示数减小,符合要求。
D. 由图可知,$R_0$与$R_x$串联,显示器并联在电源两端,测量电源电压,示数始终不变,不符合要求。
综上,答案选C。
对各选项逐一分析:
A. 由图可知,$R_0$与$R_x$并联,显示器(电压表)并联在$R_x$两端,测量电源电压,电源电压恒定,因此无论$R_x$阻值如何变化,电压表示数始终不变,不符合要求。
B. 由图可知,$R_0$与$R_x$串联,显示器测量$R_x$两端电压。光照增强时,$R_x$变小,电路总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路电流变大;定值电阻$R_0$两端电压$U_0=IR_0$随之变大,根据串联电路电压规律$U=U_0+U_x$,$R_x$两端电压$U_x=U-U_0$,因此$U_x$变小,电压表示数减小,不符合要求。
C. 由图可知,$R_0$与$R_x$串联,显示器测量$R_0$两端电压。光照增强时,$R_x$变小,电路总电阻变小,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电路电流变大;$R_0$为定值电阻,其两端电压$U_0=IR_0$随电流增大而增大,电压表示数变大;光照减弱时,$R_x$变大,电路电流变小,$R_0$两端电压变小,电压表示数减小,符合要求。
D. 由图可知,$R_0$与$R_x$串联,显示器并联在电源两端,测量电源电压,示数始终不变,不符合要求。
综上,答案选C。
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