Question

【題目】為防止酒駕事故的出現(xiàn)，酒精測(cè)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(cè)試儀，當(dāng)接觸到的酒精氣體濃度增加時(shí)，其電阻值降低，如圖甲所示．當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí)，R1的電阻為60Ω．在圖乙所示的工作電路中，電源電壓恒為12V，定值電阻R2=30Ω．求：

（1）當(dāng)被檢測(cè)者的酒精氣體的濃度為0時(shí)，電壓的示數(shù)是多少；

（2）現(xiàn)在國(guó)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0.3A時(shí)，試通過計(jì)算判斷被檢測(cè)者是否酒駕．

（3）請(qǐng)計(jì)算說明，如果你是交警怎樣快速判斷司機(jī)沒有酒駕？

Answer 1

【答案】（1）當(dāng)被檢測(cè)者的酒精氣體的濃度為0時(shí)，電壓的示數(shù)是8V；

（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，被檢測(cè)者是酒駕；

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)大于或等于0.2A，電壓表的示數(shù)小于或等于6V，即可判斷司機(jī)酒駕．

【解析】

試題分析：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．

（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；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0.3A時(shí)，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(duì)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)圖象可知酒精濃度為0.2mg/ml時(shí)R1的阻值，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)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)，然后根據(jù)電表的示數(shù)判斷是否酒駕．

解：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．

（1）當(dāng)被檢測(cè)者的酒精氣體的濃度為0時(shí)，R1的電阻為60Ω，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，電路中的電流：

I===A，

電壓的示數(shù)：

U1=IR1=A×60Ω=8V；

（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，電路中的總電阻：

R===40Ω，

則酒精氣體傳感器的電阻：

R1′=R﹣R2=40Ω﹣30Ω=10Ω，

由甲圖可知，被檢測(cè)者的酒精氣體濃度為0.8mg/ml，

0.2mg/ml＜0.8mg/ml≤0.8mg/ml，

所以被檢測(cè)者屬于酒駕；

（3）由圖象可知，酒精濃度為0.2mg/ml時(shí)，R1″=30Ω，

此時(shí)電路中的電流：

I″===0.2A，

電壓表的示數(shù)：

U1″=I″R1=0.2A×30Ω=6V，

當(dāng)電流表的示數(shù)大于或等于0.2A，電壓表的示數(shù)小于或等于6V，即可判斷司機(jī)酒駕．

答：（1）當(dāng)被檢測(cè)者的酒精氣體的濃度為0時(shí)，電壓的示數(shù)是8V；

（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，被檢測(cè)者是酒駕；

（3）當(dāng)電流表的示數(shù)大于或等于0.2A，電壓表的示數(shù)小于或等于6V，即可判斷司機(jī)酒駕．