Question

20．為防止酒駕事故的出現(xiàn)，交警常用酒精測試儀對疑似人員進行檢測．有一種酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化規(guī)律如圖甲，由此傳感器與其他元件制成呼氣酒精測試儀工作電路如圖乙已知電源電壓恒為12V，定值電阻R₂=40Ω．求：

（1）當被檢測者的酒精氣體的濃度為0時，酒精氣體傳感器的功率是多少；
（2）現(xiàn)在國際公認的酒駕標準是0.2mg/ml 酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當電流表的示數為0.2A時，酒精氣體濃度為多少，被檢測者是（“是”或“不是”）酒駕．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，傳感器和定值電阻串聯(lián)，電壓表測傳感器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
由圖甲知酒精氣體的濃度為0時R₁連入電路的阻值，根據電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據P=I²R計算酒精氣體傳感器的功率；
（2）當電流表的示數為0.2A時，根據歐姆定律求出電路的總電阻，根據電阻的串聯(lián)求出傳感器的電阻，由圖象得出對應酒精氣體的濃度，然后與酒駕標準相比較即可判斷是否酒駕．

解答 解：由電路圖可知，傳感器R₁和定值電阻R₂串聯(lián)，電壓表測傳感器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
（1）由圖甲圖象知，當酒精氣體的濃度為0時，R₁=60Ω，
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得此時電路中電流：I=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{60Ω+40Ω}$=0.12A，
所以此時酒精氣體傳感器的功率：P₁=I²R₁=（0.12A）²×60Ω=0.864W；
（2）當電流表的示數為0.2A時，由公式I=$\frac{U}{R}$得總電阻：
R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{12V}{0.2A}$=60Ω；
根據串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可知：
R₁=R-R₂=60Ω-40Ω=20Ω，
由甲圖可知，被檢測者的酒精氣體濃度為0.3mg/ml．
0.2mg/ml＜0.3mg/ml＜0.8mg/ml，
所以被檢測者屬于酒駕．
答：（1）當被檢測者的酒精氣體濃度為0時，傳感器的電功率是0.864W；
（2）當電流表的示數為0.2A時，被檢測者是酒駕．

點評 本題考查電流的計算和是否飲酒或醉酒駕車的界定標準，以及歐姆定律的應用，關鍵明白電路的連接和能從圖象上找到有用的數據．