Question

2．为防止酒驾、醉驾事故的出现，有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪被广泛应用．酒精气体传感器是一只阻值随接触到的酒精气体浓度变化而变化的电阻，其关系如图甲所示．某种呼气酒精测试仪的电路如图乙所示，滑动变阻器R₂的滑片是调零旋钮，所用电源电压恒为8V．
（1）乙图中的酒精气体浓度表是用电流表改装的；
（2）调零旋钮不动，酒精气体浓度增大时，电路中电表示数将变大（选填“变大”、“变小”、“不变”）；
（3）使用前要通过调零旋钮对酒精测试仪进行调零，使电路中的电流为0.1A，调零后，R₂的电阻保持不变，则测试仪工作时R₂的电阻是多少？
（4）现在国际公认0.2mg/ml≤酒精气体浓度≤0.8mg/ml为酒驾，小于0.2mg/ml为正常驾驶，大于0.8mg/ml为醉酒驾车．若某驾驶员对着测试仪按要求吹气后，电流表的求数达到0.2A，酒精气体浓度为多少？该司机属于哪种性质驾车？

Answer 1

分析 （1）根据电流表和电压表的正确使用：电压表与被测元件并联，电流表与被测元件串联，确定浓度表的类型；
（2）从图甲中可以看出，当酒精气体浓度越大，酒精气体传感器电阻变小，电路中的电阻越小，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；
（3）当电流表的示数为0.1A时和电源电压，利用欧姆定律求出酒精测试仪调零时的总阻值，根据串联的电阻特点即可求R₂的电阻；
（4）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．

解答 解：（1）由图乙可知，浓度表串联电路中使用应为电流表改装的；
（2）从图甲中可以看出，当酒精气体浓度越大，酒精气体传感器电阻变小，电路中的电阻越小，根据欧姆定律可知电路中的电流将变大；
（3）已知电流表的示数为0.1A，根据欧姆定律得：
R_0总=$\frac{U}{{I}_{0}}$=$\frac{8V}{0.1A}$=80Ω；
由甲图可知，被检测者的酒精气体浓度为0时，调零旋钮对酒精测试仪进行调零，R₁=60Ω，
则根据串联电路的电阻特点可得：电阻R₂=R_0总-R₁=80Ω-60Ω=20Ω；
（4）当电流表的示数为0.2A时，由公式I=$\frac{U}{R}$得：
R_总=$\frac{U}{I}$=$\frac{8V}{0.2A}$=40Ω；
根据串联电路的电阻特点可得：电阻R₂=R_0总-R₁=80Ω-60Ω=20Ω；
R₁′=R_总-R₂=40Ω-20Ω=20Ω，
由甲图可知，被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/ml．
0.2mg/ml＜0.3mg/ml＜0.8mg/ml，
所以被检测者属于酒驾．
答：（1）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压的示数是6V；
（2）变大；
（3）测试仪工作时R₂的电阻为20Ω；
（4）当电流表的示数为0.2A时，被检测者是酒驾．

点评 本题考查了欧姆定律和串联电路特点的灵活运用和掌握，关键明白电路的连接和能从图象上找到有用的数据．