Question

为防止酒驾事故的出现，酒精测试仪被广泛应用．有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪，当接触到的酒精气体浓度增加时，其电阻值降低，如图甲所示．在图乙所示的工作电路中，电源电压恒为12V，定值电阻R₂=20Ω．求：
（1）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压的示数是多少；
（2）现在国际公认的酒驾标准是0.2mg/ml≤酒精气体浓度≤0.8mg/ml，当电流表的示数为0.2A时，试通过计算判断被检测者是否酒驾；
（3）当酒精气体浓度达到酒驾标准的最大值时，电压表和电流表的示数分别为多大？

Answer 1

分析：（1）由电路图可知，传感器和定值电阻串联，电压表测传感器两端的电压，电流表测电路中的电流；根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压的示数；
（2）当电流表的示数为0.2A时，根据欧姆定律求出电路的总电阻，根据电阻的串联求出传感器的电阻，由图象得出对应酒精气体的浓度，然后与酒驾标准相比较即可判断是否酒驾．
（3）根据图甲读出，当酒精浓度为0.8mg/ml时R₁的电阻，然后根据欧姆定律和变形公式分别求出电流表的示数和电压表的示数．

解答：解：（1）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，R₁的电阻为60Ω．
电路中的电流I=

U

R

=

12V

60Ω+20Ω

=0.15A，
电压的示数U₁=IR₁=0.15A×60Ω=9V；
（2）当电流表的示数为0.2A时，由公式I=

U

R

得：
R₁=

U

I

-R₂=

12V

0.2A

-20Ω=40Ω，
由甲图可知，被检测者的酒精气体浓度为0.1mg/ml．
0.1mg/ml＜0.2mg/ml，
所以被检测者不属于酒驾．
（3）根据图甲可知，当酒精浓度为0.8mg/ml时，R₁的电阻为10Ω，此时电路中电流：I′=

U

R′

=

12V

10Ω+20Ω

=0.4A，即电流表的示数为0.4A；
由I=

U

R

可得，电压表的示数：U′=I′R₁=0.4A×10Ω=4V．
答：（1）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压的示数是9V；
（2）当电流表的示数为0.2A时，被检测者不是酒驾；
（3）当酒精气体浓度达到酒驾标准的最大值时，电压表和电流表的示数分别为4V和0.4A．

点评：本题考查电流的计算和是否饮酒或醉酒驾车的界定标准，以及欧姆定律的应用，关键明白电路的连接和能从图象上找到有用的数据．