Question

11．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）圖甲可知，當酒精氣體的濃度為0時，R₁的阻值為60Ω
（2）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數是多少；
（3）現在國際公認的酒駕標準是0.2mg/mL≤酒精氣體濃度≤0.8mg/mL，當電流表的示數為0.2A時，試通過計算判斷被檢測者是否酒駕．

Answer 1

分析 （1）由圖甲找出對應的電阻大小；
（2）酒精氣體的濃度為0時的電阻大小，由串聯電阻的規律求出電路的總電阻，根據歐姆定律先求出電路中的電流大小，再求電壓表的示數；
（3）由歐姆定律和串聯電阻的規律求當電流表的示數為0.2A時傳感器的電阻大小，根據圖甲找出對應的酒精氣體深度與已知條件作比較即可判斷．

解答 解：（1）圖甲可知，當酒精氣體的濃度為0時，R₁的阻值為60Ω；
（2）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，R₁的阻值為60Ω，此時電阻R₁與R₂串聯，電路的總電阻：
R=60Ω+20Ω=80Ω，
電路電流I=$\frac{U}{R}=\frac{8V}{80Ω}$=0.1A，通過R₁的電流為I₁=0.1A，
根據歐姆定律，電壓表示數：
U_V=I₁R₁=0.1A×60Ω=6V；
（3）當電流表的示數為0.2A時，電路的總電阻R′=$\frac{U}{I′}=\frac{8V}{0.2A}$=40Ω，
根據串聯電阻的規律，傳感器的電阻：
R′₁=40Ω-20Ω=20Ω，
由圖甲知，此時酒精的深度為0.3mg/mL＞0.2mg/mL，所以被檢測者酒駕．
答：（1）圖甲可知，當酒精氣體的濃度為0時，R₁的阻值為60Ω
（2）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數是6V；
（3）當電流表的示數為0.2A時，被測者酒駕．

點評 本題 緊密結合生產實際考查串聯電路電流、電阻的規律及歐姆定律的應用，解題的關鍵是從圖甲獲取有效的信息．