Question

18．有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測(cè)試儀被廣泛用來(lái)檢測(cè)酒駕，傳感器R₁的阻值隨酒精氣體濃度的變化如圖甲，工作電路如圖乙，電源電壓恒為12V，定值電阻R₂=30Ω．求：

（1）被檢測(cè)者未喝酒時(shí)，R₁阻值．
（2）被檢測(cè)者酒精氣體濃度為0.8mg/mL時(shí)，電流表的示數(shù)．
（3）現(xiàn)在公認(rèn)的酒駕標(biāo)準(zhǔn)為0.2mg/mL≤酒精氣體濃度≤0.8mg/mL，當(dāng)電壓表示數(shù)為4.8V時(shí)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明被檢測(cè)司機(jī)是否酒駕？

Answer 1

分析 （1）從圖甲中直接可以看出，當(dāng)被檢測(cè)者未喝酒時(shí)，即酒精氣體的濃度為0時(shí)傳感器電阻的阻值；
（2）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)歐姆定律求出電流表的示數(shù)；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為4.8V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出定值電阻兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路的電流，繼而求出傳感器的電阻，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．

解答 解：（1）由圖象可知，當(dāng)被檢測(cè)者未喝酒時(shí)，即酒精氣體的濃度為0時(shí)，R₁的電阻為60Ω；
（2）據(jù)圖甲可知，當(dāng)酒精濃度為0.8mg/ml時(shí)，R₁的電阻為10Ω，則R′=R+R₁=10Ω+30Ω=40Ω；
此時(shí)電路中電流：I=$\frac{U}{R′}$=$\frac{12V}{40Ω}$=0.3A，即電流表的示數(shù)為0.3A；
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)U₁=4.8V時(shí)，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：U₂=U-U₁=12V-4.8V=7.2V，
電路中的電流I₁=I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{7.2V}{30Ω}$=0.24A，
根據(jù)歐姆定律得：此時(shí)傳感器R₁的阻值R₁′=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{4.8V}{0.24A}$=20Ω，
由甲圖可知，被檢測(cè)者的酒精氣體濃度為0.3mg/ml＞0.2mg/ml，所以被檢測(cè)者屬于酒駕．
答：（1）當(dāng)被檢測(cè)者未喝酒時(shí)，R₁的電阻為60Ω；
（2）被檢測(cè)者酒精氣體濃度為0.8 mg/mL時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A；
（3）當(dāng)電壓表示數(shù)為4.8V時(shí)，被檢測(cè)司機(jī)屬于酒駕．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電流的計(jì)算和是否飲酒或醉酒駕車(chē)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)．