Question

我國《道路交通安全法》規定：嚴禁酒后駕車！參照《車輛駕駛人員呼氣酒精含量閾值與檢驗標準（GB19522）》，呼氣中酒精濃度大于等于0.09mg/L就屬于酒后駕駛．由此，某實踐活動小組的同學就“呼氣中酒精濃度是否超標”展開探究活動，小組同學通過資料查詢，知道氧化錫具有氣敏特性，當周圍氣體中酒精濃度增加，其電阻值就降低．他們到電子器材商店購得某型號氧化錫檢測電阻Rx，其阻值與周圍氣體中酒精濃度的關系圖象如圖所示．同學們按如下器材和方法展開實驗探究．器材元件：6V電源、開關S、氧化錫檢測電阻Rx、定值電阻Ro、電壓表、導線，電路；功能：閉合開關S，檢測者呼出氣體流經Rx．若電壓表讀數大于等于1.5V檢測者屬于酒后駕車；若電壓表讀數小于1.5v，則不屬于酒后駕車．要求：
（1）請用筆劃線代替導線完成電路連接；
（2）計算出定值電阻R_o的阻值．

Answer 1

分析：（1）由圖可知檢測電阻的阻值隨酒精濃度的變化而發生變化的規律，若檢測電阻變小，電壓表的示數變大，可知兩電阻應串聯，且電壓表與定值電阻并聯，根據串聯電路的特點，檢查電阻變小，則電路中的總電阻變小，根據I=

U

R

，電路中的電流變大，定值電阻R₀兩端的電壓變大；
（2）根據公式R=

U

I

可求得定值電阻的阻值．

解答：解：由圖可知，檢測電阻的阻值隨周圍氣體中酒精濃度的增大而減小；
電壓表示數大于1.5V時為酒精濃度超標，小于1.5V時為正常，則可知，電路應采用串聯的方式，將定值電阻與檢測電阻串聯；而電壓表只能并聯在定值電阻兩端，才能保證，酒精濃度越大，檢測電阻越小，電壓表示數越大；
故電路連接應為：

由題意可知，當濃度大于等于0.09mg/l時，為酒精濃度超標，由圖象可知，當濃度為0.09mg/L時，檢測電阻的阻值為R_x=6Ω；則此時電壓表示數應為1.5V；則由串聯電路的電壓規律可得，檢測電阻兩端的電壓應為U_x=6V-1.5V=4.5V；
則由歐姆定律可得，電路中電流I=I_x=

Ux

Rx

=

4.5V

6Ω

=0.75A；
則可知，R₀=

U0

I

=

1.5V

0.75A

=2Ω；
答：（1）電路如上圖；
（2）定值電阻R₀的阻值為2Ω．

點評：本題要求學生能正確審題，明確題目中的要求，按要求結合檢測電阻的特點及串聯電路的電流電壓規律設計電路；同時，在連接實物圖時，要注意實物連接的要求，導線不能出現交叉，并注意電表的正確接法，同時考查了串聯電路電流、電壓的規律及歐姆定律在實驗中的應用．