《2025年作业本江西教育出版社九年级物理全一册人教版》

11. 在流感多发期，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18.1-7甲所示的检测仪。已知电源电压为6 V，定值电阻$R_0=2.5\ \Omega$，过氧乙酸气体传感器的阻值R随过氧乙酸气体浓度$\rho$变化的关系如图18.1-7乙所示，且允许通过的最大电流为0.4 A。电压表的测量范围为0~3 V，电压表不同的示数对应不同的过氧乙酸气体浓度。
（1）按标准，$\rho＞0.1\ g/m^3$才能达到消毒要求。当电压表的示数为0.75 V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$\rho$值状态下工作了10 min，则$R_0$消耗的电能是多少？

答案： 11. 解:
(1)当电压表的示数为0.75 V时，通
过$R_0$的电流$I_0=\frac{U_0}{R_0}=\frac{0.75 V}{2.5 \Omega}=0.3 A$，
电路中的电流$I=I_0=0.3 A$，则电路的
总电阻$R_总=\frac{U}{I}=\frac{6 V}{0.3 A}=20 \Omega$，$R=R_总$$-R_0=20 \Omega-2.5 \Omega=17.5 \Omega$，由图乙可
知，此时过氧乙酸气体浓度大于$0.1 g/m^3$，
故教室内过氧乙酸气体的浓度达到了消
毒要求。
(2)当该检测仪处在所能测量的最大$\rho$
值状态下时，R的阻值最小，电路中的电
流最大，R两端的电压最小，$R_0$两端的
电压最大，当电路中的电流最大为0.4 A
时，$R_0$两端的电压$U_0'=I_0'R_0=0.4 A×$$2.5 \Omega=1 V＜3 V$，不超过电压表的测量
范围，故该检测仪处在所能测量的最大$\rho$
值状态下工作10 min，$R_0$消耗的电能
$W_0=U_0'I_0't_0=1 V×0.4 A×10×$$60 s=240 J$。