Question

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．在圖乙所示的工作電路中，電源電壓恒為12V，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）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；
（3）當酒精氣體濃度達到酒駕標準的最大值時，電壓表和電流表的示數分別為多大？

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．
（3）根據圖甲讀出，當酒精濃度為0.8mg/ml時R₁的電阻，然后根據歐姆定律和變形公式分別求出電流表的示數和電壓表的示數．

解答：解：（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=

U

R

=

12V

60Ω+20Ω

=0.15A，
電壓的示數U₁=IR₁=0.15A×60Ω=9V；
（2）當電流表的示數為0.2A時，由公式I=

U

R

得：
R₁=

U

I

-R₂=

12V

0.2A

-20Ω=40Ω，
由甲圖可知，被檢測者的酒精氣體濃度為0.1mg/ml．
0.1mg/ml＜0.2mg/ml，
所以被檢測者不屬于酒駕．
（3）根據圖甲可知，當酒精濃度為0.8mg/ml時，R₁的電阻為10Ω，此時電路中電流：I′=

U

R′

=

12V

10Ω+20Ω

=0.4A，即電流表的示數為0.4A；
由I=

U

R

可得，電壓表的示數：U′=I′R₁=0.4A×10Ω=4V．
答：（1）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，電壓的示數是9V；
（2）當電流表的示數為0.2A時，被檢測者不是酒駕；
（3）當酒精氣體濃度達到酒駕標準的最大值時，電壓表和電流表的示數分別為4V和0.4A．

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．