Question

為防止酒駕事故的出現(xiàn)，酒精測試儀被廣泛應(yīng)用．有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀，當(dāng)接觸到的酒精氣體濃度增加時，其電阻值降低，如圖甲所示．在圖乙所示的工作電路中，電源電壓恒為12V，定值電阻R₂=20Ω．求：
（1）當(dāng)被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數(shù)是多少；
（2）現(xiàn)在國際公認(rèn)的酒駕標(biāo)準(zhǔn)是0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時，試通過計(jì)算判斷被檢測者是否酒駕；
（3）當(dāng)酒精氣體濃度達(dá)到酒駕標(biāo)準(zhǔn)的最大值時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為多大？

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，傳感器和定值電阻串聯(lián)，電壓表測傳感器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電壓的示數(shù)；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時，根據(jù)歐姆定律求出電路的總電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出傳感器的電阻，由圖象得出對應(yīng)酒精氣體的濃度，然后與酒駕標(biāo)準(zhǔn)相比較即可判斷是否酒駕．
（3）根據(jù)圖甲讀出，當(dāng)酒精濃度為0.8mg/ml時R₁的電阻，然后根據(jù)歐姆定律和變形公式分別求出電流表的示數(shù)和電壓表的示數(shù)．

解答：解：（1）當(dāng)被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，R₁的電阻為60Ω．
電路中的電流I=

U

R

=

12V

60Ω+20Ω

=0.15A，
電壓的示數(shù)U₁=IR₁=0.15A×60Ω=9V；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時，由公式I=

U

R

得：
R₁=

U

I

-R₂=

12V

0.2A

-20Ω=40Ω，
由甲圖可知，被檢測者的酒精氣體濃度為0.1mg/ml．
0.1mg/ml＜0.2mg/ml，
所以被檢測者不屬于酒駕．
（3）根據(jù)圖甲可知，當(dāng)酒精濃度為0.8mg/ml時，R₁的電阻為10Ω，此時電路中電流：I′=

U

R′

=

12V

10Ω+20Ω

=0.4A，即電流表的示數(shù)為0.4A；
由I=

U

R

可得，電壓表的示數(shù)：U′=I′R₁=0.4A×10Ω=4V．
答：（1）當(dāng)被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數(shù)是9V；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時，被檢測者不是酒駕；
（3）當(dāng)酒精氣體濃度達(dá)到酒駕標(biāo)準(zhǔn)的最大值時，電壓表和電流表的示數(shù)分別為4V和0.4A．

點(diǎn)評：本題考查電流的計(jì)算和是否飲酒或醉酒駕車的界定標(biāo)準(zhǔn)，以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵明白電路的連接和能從圖象上找到有用的數(shù)據(jù)．