题目内容

【题目】“全民拒酒驾,安全你我他”,天门市公安局在宣传交通规则的同时,也加大了对酒驾的查处,如图甲是呼气式酒精测试仪的电路原理图,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙,R2为定值电阻,电源电压为9V且保持不变,当酒精气体的浓度为0时,电压表的示数为3V,求:
(1)此时电路中的电流是多少?
(2)R2的阻值是多少?
(3)某驾驶员对着测试仪吹气10s,若电压表示数达到4.5V,就表明驾驶员饮酒驾驶,此时酒精气体的浓度达到多少?

【答案】
(1)解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.

当酒精气体的浓度为0时,电压表的示数为3V,

由图象可知,此时R1=60Ω,

因串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以,R1两端的电压U1=U﹣U2=9V﹣3V=6V,

因串联电路中各处的电流相等,

所以,电路中的电流:

I=I2=I1= = =0.1A;


(2)解:R2的阻值:

R2= = =30Ω;


(3)解:电压表示数达到4.5V时,此时R1两端的电压:

U1′=U﹣U2′=9V﹣4.5V=4.5V,

此时电路中的电流:

I′= = ,即 =

解得:R1′=30Ω,

由图象可知,此时酒精气体的浓度为0.2mg/m3


【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.(1)当酒精气体的浓度为0时,电压表的示数为3V,根据图象读出此时R1的阻值,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流;(2)根据欧姆定律求出R2的阻值;(3)电压表示数达到4.5V时,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式求出R1的阻值,然后由图象得出此时酒精气体的浓度.
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识,掌握欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR).

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