Question

我國(guó)《道路交通安全法》規(guī)定：嚴(yán)禁酒后駕車！參照《車輛駕駛?cè)藛T呼氣酒精含量閾值與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（GB19522）》，呼氣中酒精濃度大于等于0.09mg/L就屬于酒后駕駛．由此，某實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)就“呼氣中酒精濃度是否超標(biāo)”展開探究活動(dòng)，小組同學(xué)通過資料查詢，知道氧化錫具有氣敏特性，當(dāng)周圍氣體中酒精濃度增加，其電阻值就降低．他們到電子器材商店購(gòu)得某型號(hào)氧化錫檢測(cè)電阻Rx，其阻值與周圍氣體中酒精濃度的關(guān)系圖象如圖所示．同學(xué)們按如下器材和方法展開實(shí)驗(yàn)探究．器材元件：6V電源、開關(guān)S、氧化錫檢測(cè)電阻Rx、定值電阻Ro、電壓表、導(dǎo)線，電路；功能：閉合開關(guān)S，檢測(cè)者呼出氣體流經(jīng)Rx．若電壓表讀數(shù)大于等于1.5V檢測(cè)者屬于酒后駕車；若電壓表讀數(shù)小于1.5v，則不屬于酒后駕車．要求：
（1）請(qǐng)用筆劃線代替導(dǎo)線完成電路連接；
（2）計(jì)算出定值電阻R_o的阻值．

Answer 1

分析：（1）由圖可知檢測(cè)電阻的阻值隨酒精濃度的變化而發(fā)生變化的規(guī)律，若檢測(cè)電阻變小，電壓表的示數(shù)變大，可知兩電阻應(yīng)串聯(lián)，且電壓表與定值電阻并聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，檢查電阻變小，則電路中的總電阻變小，根據(jù)I=

U

R

，電路中的電流變大，定值電阻R₀兩端的電壓變大；
（2）根據(jù)公式R=

U

I

可求得定值電阻的阻值．

解答：解：由圖可知，檢測(cè)電阻的阻值隨周圍氣體中酒精濃度的增大而減小；
電壓表示數(shù)大于1.5V時(shí)為酒精濃度超標(biāo)，小于1.5V時(shí)為正常，則可知，電路應(yīng)采用串聯(lián)的方式，將定值電阻與檢測(cè)電阻串聯(lián)；而電壓表只能并聯(lián)在定值電阻兩端，才能保證，酒精濃度越大，檢測(cè)電阻越小，電壓表示數(shù)越大；
故電路連接應(yīng)為：

由題意可知，當(dāng)濃度大于等于0.09mg/l時(shí)，為酒精濃度超標(biāo)，由圖象可知，當(dāng)濃度為0.09mg/L時(shí)，檢測(cè)電阻的阻值為R_x=6Ω；則此時(shí)電壓表示數(shù)應(yīng)為1.5V；則由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，檢測(cè)電阻兩端的電壓應(yīng)為U_x=6V-1.5V=4.5V；
則由歐姆定律可得，電路中電流I=I_x=

Ux

Rx

=

4.5V

6Ω

=0.75A；
則可知，R₀=

U0

I

=

1.5V

0.75A

=2Ω；
答：（1）電路如上圖；
（2）定值電阻R₀的阻值為2Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題要求學(xué)生能正確審題，明確題目中的要求，按要求結(jié)合檢測(cè)電阻的特點(diǎn)及串聯(lián)電路的電流電壓規(guī)律設(shè)計(jì)電路；同時(shí)，在連接實(shí)物圖時(shí)，要注意實(shí)物連接的要求，導(dǎo)線不能出現(xiàn)交叉，并注意電表的正確接法，同時(shí)考查了串聯(lián)電路電流、電壓的規(guī)律及歐姆定律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．