Question

2．為防止酒駕事故的出現，酒精測試儀被廣泛應用．有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀，當接觸到的酒精氣體濃度增加時，其電阻值降低，如圖甲所示．當酒精氣體的濃度為0時，R₁的電阻為60Ω．在圖乙所示的工作電路中，電源電壓恒為8V，定值電阻R₂=20Ω．求：

（1）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數是多少；
（2）當電流表的示數為0.2A時，試計算酒精氣體的濃度是多少mg/mL？現在國際公認的酒駕標準是0.2mg/mL≤酒精氣體濃度≤8mg/mL，試通過計算判斷被檢測者是否酒駕？

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，傳感器和定值電阻串聯，電壓表測傳感器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，再根據歐姆定律求出電壓的示數；
（2）當電流表的示數為0.2A時，根據歐姆定律求出電路的總電阻，根據電阻的串聯求出傳感器的電阻，由圖象得出對應酒精氣體的濃度，然后與酒駕標準相比較即可判斷是否酒駕．

解答 解：由電路圖可知，傳感器和定值電阻串聯，
（1）當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=$\frac{U}{R}$=$\frac{8V}{60Ω+20Ω}$=0.1A，
電壓的示數U₁=IR₁=0.1A×60Ω=6V；
（2）當電流表的示數為0.2A時，由公式I=$\frac{U}{R}$得：
R₁=$\frac{U}{I}$-R₂=$\frac{8V}{0.2A}$-20Ω=20Ω，
由甲圖可知，被檢測者的酒精氣體濃度為0.3mg/ml．
0.2mg/ml＜0.3mg/ml＜0.8mg/ml，
所以被檢測者屬于酒駕．
答：（1）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數是6V；
（2）當電流表的示數為0.2A時，被檢測者是酒駕．

點評 本題考查電流的計算和是否飲酒或醉酒駕車的界定標準，以及歐姆定律的應用，關鍵明白電路的連接和能從圖象上找到有用的數據