Question

為了防止酒駕事故的出現，酒精測試儀已被廣泛應用．交警使用的某型號酒精測試儀的工作原理如圖甲所示：電源電壓恒為8V，傳感器電阻R₂的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，當酒精氣體的濃度為0時，R₂的電阻為60Ω（如圖乙所示）．使用前要通過調零旋扭（即滑動變阻器R₁的滑片）對酒精測試儀進行調零，此時電壓表的示數為6V．
（1）電壓表的示數為6V時，滑動變阻器R₁的接入電路的電阻值為多少？
（2）調零后，R₁的電阻保持不變．某駕駛員對著酒精測試儀吹氣10s，電流表的示數達到0.2A，此時電壓表的示數為多少？傳感器電阻R₂的阻值是多少？
（3）現在國際公認的酒駕標準是0.2mg/ml≤酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，根據圖乙圖象判斷該駕駛員是否為酒駕．

Answer 1

分析：（1）根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律分別表示出電路中的電流，根據串聯電路的電流特點得出等式即可求出滑動變阻器R₁的接入電路的電阻值；
（2）根據歐姆定律求出變阻器兩端的電壓，根據串聯電路中的電壓特點求出電壓表的示數，利用歐姆定律求出傳感器電阻R₂的阻值；
（3）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：（1）電壓表的示數為6V時，
∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的電壓：
U₁=U-U₂=8V-6V=2V，
∵串聯電路中各處的電流相等，
∴根據歐姆定律可得：

U1

R1

=

U2

R2

，即

2V

R1

=

6V

60Ω

，
解得：R₁=20Ω；
（2）調零后，R₁的電阻保持不變，電流表的示數達到0.2A，此時電壓表的示數：
U₁′=IR₁=0.2A×20Ω=4V，
電壓表的示數：
U₂′=U-U₁′=8V-4V=4V，
傳感器電阻R₂的阻值：
R₂=

U2′

I

=

4V

0.2A

=20Ω；
（3）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）電壓表的示數為6V時，滑動變阻器R₁的接入電路的電阻值為20Ω；
（2）電流表的示數達到0.2A，此時電壓表的示數為4V，傳感器電阻R₂的阻值是20Ω；
（3）根據圖乙圖象判斷該駕駛員是酒駕．

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．