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(jìn)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(dāng)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(rèn)的酒駕標(biāo)準(zhǔn)是0.2mg/ml 酒精氣體濃度≤0.8mg/ml，當(dāng)電流表的示數(shù)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(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R計(jì)算酒精氣體傳感器的功率；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時，根據(jù)歐姆定律求出電路的總電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出傳感器的電阻，由圖象得出對應(yīng)酒精氣體的濃度，然后與酒駕標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)酒精氣體的濃度為0時，R₁=60Ω，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)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(dāng)電流表的示數(shù)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(jù)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(dāng)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(dāng)電流表的示數(shù)為0.2A時，被檢測者是酒駕．

點(diǎn)評 本題考查電流的計(jì)算和是否飲酒或醉酒駕車的界定標(biāo)準(zhǔn)，以及歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵明白電路的連接和能從圖象上找到有用的數(shù)據(jù)．