Question

11．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．当酒精气体的浓度为0时，R₁的电阻为60Ω．在图乙所示的工作电路中，电源电压恒为8V，定值电阻R₂=20Ω．求：

（1）图甲可知，当酒精气体的浓度为0时，R₁的阻值为60Ω
（2）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压的示数是多少；
（3）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．

Answer 1

分析 （1）由图甲找出对应的电阻大小；
（2）酒精气体的浓度为0时的电阻大小，由串联电阻的规律求出电路的总电阻，根据欧姆定律先求出电路中的电流大小，再求电压表的示数；
（3）由欧姆定律和串联电阻的规律求当电流表的示数为0.2A时传感器的电阻大小，根据图甲找出对应的酒精气体深度与已知条件作比较即可判断．

解答 解：（1）图甲可知，当酒精气体的浓度为0时，R₁的阻值为60Ω；
（2）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，R₁的阻值为60Ω，此时电阻R₁与R₂串联，电路的总电阻：
R=60Ω+20Ω=80Ω，
电路电流I=$\frac{U}{R}=\frac{8V}{80Ω}$=0.1A，通过R₁的电流为I₁=0.1A，
根据欧姆定律，电压表示数：
U_V=I₁R₁=0.1A×60Ω=6V；
（3）当电流表的示数为0.2A时，电路的总电阻R′=$\frac{U}{I′}=\frac{8V}{0.2A}$=40Ω，
根据串联电阻的规律，传感器的电阻：
R′₁=40Ω-20Ω=20Ω，
由图甲知，此时酒精的深度为0.3mg/mL＞0.2mg/mL，所以被检测者酒驾．
答：（1）图甲可知，当酒精气体的浓度为0时，R₁的阻值为60Ω
（2）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压的示数是6V；
（3）当电流表的示数为0.2A时，被测者酒驾．

点评 本题 紧密结合生产实际考查串联电路电流、电阻的规律及欧姆定律的应用，解题的关键是从图甲获取有效的信息．