Question

12．“全民拒酒駕，安全你我他”，天門市公安局在宣傳交通規(guī)則的同時，也加大了對酒駕的查處，如圖甲是呼氣式酒精測試儀的電路原理圖，R₁為氣敏電阻，它的阻值隨酒精氣體濃度的變化曲線如圖乙，R₂為定值電阻，電源電壓為9V且保持不變，當酒精氣體的濃度為0時，電壓表的示數(shù)為3V，求：
（1）此時電路中的電流是多少？
（2）R₂的阻值是多少？
（3）某駕駛員對著測試儀吹氣10s，若電壓表示數(shù)達到4.5V，就表明駕駛員飲酒駕駛，此時酒精氣體的濃度達到多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當酒精氣體的濃度為0時，電壓表的示數(shù)為3V，根據(jù)圖象讀出此時R₁的阻值，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流；
（2）根據(jù)歐姆定律求出R₂的阻值；
（3）電壓表示數(shù)達到4.5V時，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律得出等式求出R₁的阻值，然后由圖象得出此時酒精氣體的濃度．

解答 解：（1）由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
當酒精氣體的濃度為0時，電壓表的示數(shù)為3V，
由圖象可知，此時R₁=60Ω，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₁兩端的電壓U₁=U-U₂=9V-3V=6V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=I₂=I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A；
（2）R₂的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω；
（3）電壓表示數(shù)達到4.5V時，此時R₁兩端的電壓：
U₁′=U-U₂′=9V-4.5V=4.5V，
此時電路中的電流：
I′=$\frac{{U}_{1}′}{{R}_{1}′}$=$\frac{{U}_{2}′}{{R}_{2}}$，即$\frac{4.5V}{{R}_{1}′}$=$\frac{4.5V}{{R}_{2}}$，
解得：R₁′=30Ω，
由圖象可知，此時酒精氣體的濃度為0.2mg/m³．
答：（1）此時電路中的電流是0.1A；
（2）R₂的阻值是30Ω
（3）此時酒精氣體的濃度達到0.2mg/m³．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．