学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,

电功电能 已结 1 614
初中问题
初中问题 2021-9-22 18:54

学校利用过氧乙酸对教室内的空气进行熏蒸消毒。某学习小组为了测量教室空气中过氧乙酸气体的浓度,设计了如图甲所示的检测仪。已知电源电压为6V,定值电阻R0标有“2.5Ω 0.4A字样,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。电压表的量程0~3V,电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度,请通过计算说明:

image.png

1)按要求,ρ>0.1g/m3才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.75V时,教室内过氧乙酸气体的浓度是否达到消毒要求;

2)若该检测仪处在所能测量的最大ρ值状态下工作了500s,电路消耗的电功率及R0消耗的电能;

3)若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3,此时电压表指针刚好偏转到最大刻度,则需重新选用哪种规格的定值电阻。


1条回答
  •  洪老师
    洪老师 (楼主)
    2021-9-25 07:31

    解析:

    1)由图甲知,定值电阻与过氧乙酸气体传感器串联,电压表测定值电阻的电压,已知电源的电压为6V,当电压表的示数为0.75V时,根据串联电路电压的规律,传感器的电压为

    U1=6V-0.75V=5.25V

    由分压原理,此时传感器的阻值

    image.png

    由图乙知,过氧乙酸气体浓度大于0.1g/m3,故教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消毒要求。

    2)定值电阻R0标有“2.5Ω 0.4A”,故电路中最大电流为0.4A,此时传感器R1的阻值最小,检测仪处在所能测量的最大ρ值,此时电路消耗的电功率

    P= UI =6V×0.4A=2.4W

    即电路消耗的电功率为2.4W;此状态工作了500sR0消耗的电能

    W=U0It=I2R0t = (0.4A)2×2.5Ω×500s=200J

    R0消耗的电能为200J

    3)由图乙知,若检测仪所能测量的最大ρ值调整为0.45g/m3时,传感器R1的阻值为。电压表的量程为0~3V,电压表指针刚好偏转到最大刻度,即电压表示数为3V,电源的电压为6V,则过氧乙酸气体传感器R1两端的电压也为3V,根据串联电路的分压规律可知,定值电阻的阻值电压等于此时过氧乙酸气体传感器R1的阻值,即定值电阻阻值为,电路中的最大电流为

    image.png

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