Question

5．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，其酒精气体传感器R₁的阻值与酒精气体浓度的关系如图甲所示，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）工作电路能够把酒精气体浓度变化转换成电流表或电压表的示数变化，日常生活中我们习惯选择电表示数大小变化与酒精气体浓度大小变化一致的仪器，你认为两个电表中电流表（填“电压表”或“电流表”）更加符合我们的习惯．
（2）酒后驾驶分两种：酒精气体浓度达到20mg/100ml但不足80mg/100ml，属于饮酒驾驶；酒精气体浓度达到或超过80mg/100ml，属于醉酒驾驶．目前，饮酒驾驶属于违法行为，醉酒驾驶属于犯罪行为．当电流表的示数为0.2A时，通过计算判断被检测者属于哪一种酒后驾驶；
（3）根据目前的认识，机动车尾气排放、煤炭燃烧和工业生产的燃烧过程中排放的二氧化硫和氮氧化物等都是PM2.5的主要来源．戴口罩是防止雾霾颗粒物进入人体的一种有效措施，市场上口罩品种繁多．为探究口罩的防护功能，小敏在三只如图丙所示瓶内装少量激光打印粉，将A、B、C三种口罩分别在瓶口系紧，外面覆盖一张餐巾纸，通过打气筒打气，使粉末飞扬．实验结果如图丁，则防护功能最好的口罩为C．
（4）将汽车由燃烧汽油、柴油等改为使用电力，是从源头减少“霾”的重要措施．某款以磷酸铁锂电池为动力的电动汽车，其电池部分的技术参数如表所示．

电池类型	电池标准容量/安时	充电电压/伏	充电时间/时
磷酸铁锂	200	380	3.8

电动车以54千米/时的正常速度匀速行驶时的输出功率是36千瓦，计算此电动车充满电一次能行驶多少距离．

Answer 1

分析 （1）由图可知酒精浓度增大时R₁阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流和R₂两端的电压变化，根据串联电路的电压特点判断电压表示数的变化，进一步确定的电表；
（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）从口罩的过滤效果去分析解答；
（4）根据表中数据利用W=UIt求出电动车充满电一次的总能量；根据匀速行驶时的输出功率利用W=pt求出行驶的时间，利用s=vt即可求出行驶的距离．

解答 解：（1）由图甲可知，酒精浓度增大时，R₁的阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中的电流变化即电流表的示数变大；定值电阻R₂两端电压变大，根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知，酒精气体传感器两端的电压减小，即电压表的示数减小，所以按我们平常“左小右大”的读表习惯，电流表适合改造成测量酒精浓度的专用仪表．
（2）当电流表的示数为0.2A时，由公式电阻的串联特点和I=$\frac{U}{R}$得：
R₁′=$\frac{U}{I′}$-R₂=$\frac{8V}{0.2A}$-20Ω=20Ω，
由甲图可知，被检测者的酒精气体浓度为0.3mg/ml．
由于0.2mg/ml＜0.3mg/ml＜0.8mg/ml，所以被检测者属于酒驾；
（3）由图可以看出C口罩的过滤效果最好，故答案为：C．
（3）电动车充满电一次的总能量W=UIt=380V×200A×3600s×3.8=1.03968×10⁹J；
由于电动车以54千米/时的正常速度匀速行驶，此时的输出功率是36kW；
则由W=pt得匀速行驶时间t′=$\frac{W}{{P}_{输}}$=$\frac{1.03968×1{0}^{9}}{36000W}$=28880s≈8.02h；
由v=$\frac{s}{t}$得：s=vt=54km/h=8.02h=433.2km．
故答案为：（1）电流表；
（2）被检测者属于属于饮酒驾驶；
（3）C；
（4）此电动车充满电一次能行驶的距离为433.2km．

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，侧重考查了学生的读图能力，熟练的分析坐标图的含义和电表的正确使用是解决本题的关键．