汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一．如图所示是有害尾气排放检测电路，电源电压为12V恒定不变，R0为定值电阻，气敏电阻R的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示：有

Question

汽车尾气是造成雾霾指数PM2.5升高的原因之一．如图所示是有害尾气排放检测电路，电源电压为12V恒定不变，R₀为定值电阻，气敏电阻R的阻值随有害尾气浓度变化的部分数据如下表所示：

有害气体浓度/%Vol	…	5	8.0	10	12.5	15	…
R/Ω	…	5.2	4.0	3	2.5	2	…

（1）检测过程中，当电压表示数为8V时，电流表读数为1A，求电阻R₀的阻值为多少？
（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，1分钟电路中电流做的总功为多少？
（3）当电路消耗的总功率为18W时，有害尾气浓度是多少？

Answer 1

由电路图可知，R₀与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，当电压表示数为8V时，R₀两端的电压：
U₀=U-U_R=12V-8V=4V，
由I=(U)/(R)可得，电阻R₀的阻值：
R₀=(U0)/(I)=(4V)/(1A)=4Ω；
（2）由表格可知，当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时R的阻值为2Ω，
由串联电路的电阻特点可知：R_总1=R₁+R₀=2Ω+4Ω=6Ω，
则1分钟电路中电流做的总功为W=(U2)/(R总1)t=((12V)2)/(6Ω)×60s=1440J；
（3）当电路消耗的总功率为18W时，由P=(U2)/(R)得电路中的总电阻：
R_总2=(U2)/(P总2)=((12V)2)/(18W)=8Ω，
由串联电路的电阻特点可知：
R₂=R_总2-R₀=8Ω-4Ω=4Ω，
由表格数据可知：有害尾气浓度为10%Vol．
答：（1）电阻R₀的阻值为4Ω；
（2）当这种有害尾气浓度增大到15%Vol时，1分钟电路中电流做的总功为1440J；
（3）当电路消耗的总功率为18W时，有害尾气浓度是8%Vol．