Question

14．酒駕易造成交通事故，利用酒精測(cè)試儀可以檢測(cè)司機(jī)是否酒駕，其電路原理如圖甲所示．R₁為“氣敏傳感器”，它的電阻值與它接觸到的酒精氣體濃度的關(guān)系如圖乙所示，R₂為定值電阻，阻值為60Ω，電源電壓恒為12V．若酒精氣體濃度≥0.2mg/mL時(shí)，則判定被檢者為酒駕．以下說(shuō)法正確的是（　　）

• A． 被檢者的酒精氣體濃度越高，電流表示數(shù)越小
• B． 電流表的示數(shù)為0.12A時(shí)，判定被檢者為酒駕
• C． 電壓表示數(shù)為3V時(shí)，R₂消耗的電功率是0.45W
• D． 被檢者酒精氣體濃度為0.2mg/mL時(shí)，電壓表的示數(shù)是4V

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，傳感器和定值電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)傳感器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；由圖可知?dú)饷綦娮璧男再|(zhì)，由電阻的變化利用歐姆定律可求得電路中電流的變化；
（2）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出電流為0.12A時(shí)，電路中的總電阻，再根據(jù)串聯(lián)電阻特點(diǎn)求出此時(shí)氣敏電阻的阻值，根據(jù)圖象乙判斷此時(shí)是否酒駕；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)求出定值電阻兩端的電壓，再根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出R₂消耗的電功率；
（4）被檢者酒精氣體濃度為0.2mg/mL時(shí)，根據(jù)圖象乙讀出此時(shí)氣敏電阻的阻值，根據(jù)歐姆定律求出電流，再根據(jù)歐姆定律求出氣敏電阻兩端電壓，即為電壓表示數(shù)．

解答 解：A、由電路圖甲可知，傳感器R₁和定值電阻R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)傳感器R₁兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
由圖乙可知，當(dāng)酒精濃度增大時(shí)，傳感器R₁的阻值會(huì)減小，由歐姆定律可得電路中電流增加，即電流表示數(shù)增大，故A錯(cuò)誤；
B、由I=$\frac{U}{R}$得：
電路中的總電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{12V}{0.12A}$=100Ω，
此時(shí)氣敏電阻的阻值R₁=R-R₂=100Ω-60Ω=40Ω，
由圖象乙可知，此時(shí)酒精氣體濃度為0.1mg/mL＜0.2mg/mL，所以此時(shí)被檢者不是酒駕，故B錯(cuò)誤；
C、電壓表示數(shù)為3V時(shí)，定值電阻R₂兩端的電壓U₂=U-U₁=12V-3V=9V，
此時(shí)R₂消耗的電功率P₂=$\frac{{U}_{2}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（9V）^{2}}{60Ω}$=1.35W，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)圖象乙可知，被檢者酒精氣體濃度為0.2mg/mL時(shí)，氣敏電阻的阻值為R₁=30Ω，
根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{30Ω+60Ω}$=$\frac{2}{15}$A，
根據(jù)歐姆定律可得：
氣敏電阻兩端電壓U₁=IR₁=$\frac{2}{15}$A×30Ω=4V，即為電壓表示數(shù)，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)圖象的處理能力、歐姆定律、串聯(lián)電路的電壓和電阻特點(diǎn)、電功率計(jì)算公式的理解和掌握，綜合性很強(qiáng)，讀懂圖象是解決此題的關(guān)鍵．