Question

我国《道路交通安全法》规定：严禁酒后驾车！参照《车辆驾驶人员呼气酒精含量阈值与检验标准（GB19522）》，呼气中酒精浓度大于等于0.09mg/L就属于酒后驾驶．由此，某实践活动小组的同学就“呼气中酒精浓度是否超标”展开探究活动，小组同学通过资料查询，知道氧化锡具有气敏特性，当周围气体中酒精浓度增加，其电阻值就降低．他们到电子器材商店购得某型号氧化锡检测电阻Rx，其阻值与周围气体中酒精浓度的关系图象如图所示．同学们按如下器材和方法展开实验探究．器材元件：6V电源、开关S、氧化锡检测电阻Rx、定值电阻Ro、电压表、导线，电路；功能：闭合开关S，检测者呼出气体流经Rx．若电压表读数大于等于1.5V检测者属于酒后驾车；若电压表读数小于1.5v，则不属于酒后驾车．要求：
（1）请用笔划线代替导线完成电路连接；
（2）计算出定值电阻R_o的阻值．

Answer 1

分析：（1）由图可知检测电阻的阻值随酒精浓度的变化而发生变化的规律，若检测电阻变小，电压表的示数变大，可知两电阻应串联，且电压表与定值电阻并联，根据串联电路的特点，检查电阻变小，则电路中的总电阻变小，根据I=

U

R

，电路中的电流变大，定值电阻R₀两端的电压变大；
（2）根据公式R=

U

I

可求得定值电阻的阻值．

解答：解：由图可知，检测电阻的阻值随周围气体中酒精浓度的增大而减小；
电压表示数大于1.5V时为酒精浓度超标，小于1.5V时为正常，则可知，电路应采用串联的方式，将定值电阻与检测电阻串联；而电压表只能并联在定值电阻两端，才能保证，酒精浓度越大，检测电阻越小，电压表示数越大；
故电路连接应为：

由题意可知，当浓度大于等于0.09mg/l时，为酒精浓度超标，由图象可知，当浓度为0.09mg/L时，检测电阻的阻值为R_x=6Ω；则此时电压表示数应为1.5V；则由串联电路的电压规律可得，检测电阻两端的电压应为U_x=6V-1.5V=4.5V；
则由欧姆定律可得，电路中电流I=I_x=

Ux

Rx

=

4.5V

6Ω

=0.75A；
则可知，R₀=

U0

I

=

1.5V

0.75A

=2Ω；
答：（1）电路如上图；
（2）定值电阻R₀的阻值为2Ω．

点评：本题要求学生能正确审题，明确题目中的要求，按要求结合检测电阻的特点及串联电路的电流电压规律设计电路；同时，在连接实物图时，要注意实物连接的要求，导线不能出现交叉，并注意电表的正确接法，同时考查了串联电路电流、电压的规律及欧姆定律在实验中的应用．