Question

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）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，电压的示数是多少；
（2）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．
（3）若将图中的某一表盘改为示数随酒精浓度增大而增大的检测仪，则应用

电流

表改装．
（4）现实中，电池会随着长时间的使用越来越电压不足，酒驾者越

难

（易或难）被检测出．

Answer 1

分析：（1）由电路图可知，传感器和定值电阻串联，电压表测传感器两端的电压，电流表测电路中的电流；根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出电压的示数；
（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）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，进一步确定改装的电表；
（4）电压不足时，根据欧姆定律可知，会导致所测电路的总电阻偏大，R₁的阻值偏大，由图甲可知所测酒精浓度的变化，然后得出答案．

解答：解：（1）当被检测者的酒精气体的浓度为0时，R₁的电阻为60Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电路中的电流：
I=

U

R1+R2

=

8V

60Ω+20Ω

=0.1A，
电压的示数U₁=IR₁=0.1A×60Ω=6V；
（2）当电流表的示数为0.2A时，由公式I=

U

R

得：
R₁=

U

I′

-R₂=

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．
0.2mg/ml＜0.3mg/ml＜0.8mg/ml，
所以被检测者属于酒驾；
（3）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，定值电阻两端的电压减小，根据串联电路中总电压等于各分电压之和可知，电压表的示数减小，所以应该把电流表改为示数随酒精浓度增大而增大的检测仪；
（4）电压不足时，根据欧姆定律可知，会导致所测电路的总电阻偏大，R₁的阻值偏大，由图甲可知所测出酒精的浓度偏小，所以酒驾者越难被检测出．
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）当电流表的示数为0.2A时，被检测者是酒驾；
（3）电流；
（4）难．

点评：本题考查电流的计算和是否饮酒或醉酒驾车的界定标准，以及欧姆定律的应用，关键明白电路的连接和能从图象上找到有用的数据．