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从2011年5月11日起,执行酒驾重罚新规定.参照《车辆驾驶人员呼气酒精含量阈值与检验标准(GB19522)》,呼气中酒精浓度大于等于0.09mg/L就属于酒后驾驶.京口中学综合实践活动小组的同学
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从2011年5月11日起,执行酒驾重罚新规定.参照《车辆驾驶人员呼气酒精含量阈值与检验标准(GB19522)》,呼气中酒精浓度大于等于0.09mg/L就属于酒后驾驶.京口中学综合实践活动小组的同学就“呼气中酒精浓度是否超标”展开探究活动,小组同学通过资料查询,知道氧化锡具有气敏特性,当周围气体中酒精浓度增加,其电阻值就降低.他们到电子器材商店购得某型号氧化锡酒精气体传感器,其阻值Rx与周围气体中酒精浓度的关系如下表所示.交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图1所示,电源电压恒为6V,R0为定值电阻,在测试时当酒精气体的浓度为0.01mg/L时,电压表的示数为1V,求:
(1)定值电阻R0的阻值;
(2)在检测时电压表读数大于等于多少时被检测者属于酒后驾车?
(3)该酒精检测仪表盘的零刻度应在电压表的什么示数位置,请计算并在图2表盘上标出;
(4)若电压表的量程是0~3V,此酒精测试仪能检测出酒精气体的浓度最多为多少?
(1)定值电阻R0的阻值;
(2)在检测时电压表读数大于等于多少时被检测者属于酒后驾车?
(3)该酒精检测仪表盘的零刻度应在电压表的什么示数位置,请计算并在图2表盘上标出;
(4)若电压表的量程是0~3V,此酒精测试仪能检测出酒精气体的浓度最多为多少?
酒精气体的浓度/mg/L | 0 | 0.01 | 0.03 | 0.05 | 0.07 | 0.09 | 0.11 | 0.13 |
酒精气体传感器电阻Rx/Ω | 36 | 20 | 15 | 11 | 8 | 6 | 4.5 | 4 |
▼优质解答
答案和解析
(1)由表格数据可知,当酒精气体的浓度为0.01mg/L时酒精气体传感器的电阻Rx=20Ω,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以酒精气体传感器电阻两端的电压:
Ux=U-U0=6V-1V=5V,
因为串联电路中各处的电流相等,
所以根据欧姆定律可得,电路中的电流:
I=Ix=
=
=0.25A,
定值电阻R0的阻值:
R0=
=
=4Ω;
(2)由表格数据可知,当酒精气体的浓度为0.09mg/L时酒精气体传感器的电阻Rx′=6Ω,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以此时电路中的电流:
I′=
=
=0.6A,
电压表的示数:
U0′=I′R0=0.6A×4Ω=2.4V,
即电压表的示数大于等于2.4V时属于酒后驾车;
(3)由表格数据可知,当酒精气体的浓度为0mg/L时酒精气体传感器的电阻Rx″=36Ω,
电路中的电流:
I″=
=
=0.15A,
电压表的示数:
U0″=I″R0=0.15A×4Ω=0.6V,
即该酒精检测仪表盘的零刻度应在电压表0.6V的示数位置,如下图所示:
(4)当电压表的示数为3V时,此酒精测试仪能检测出酒精气体的浓度最大,
电路中的电流:
Imax=
=
=0.75A,
此时酒精气体传感器两端的电压:
Uxmin=U-U0max=6V-3V=3V,
酒精气体传感器的电阻:
Rxmin=
=
=4Ω,
由表格可知,此酒精测试仪能检测出酒精气体的浓度最多为0.13mg/L.
答:(1)定值电阻R0的阻值为4Ω;
(2)在检测时电压表读数大于等于2.4V时被检测者属于酒后驾车;
(3)该酒精检测仪表盘的零刻度应在电压表的0.6V示数位置,如上表所示;
(4)若电压表的量程是0~3V,此酒精测试仪能检测出酒精气体的浓度最多为0.13mg/L.
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以酒精气体传感器电阻两端的电压:
Ux=U-U0=6V-1V=5V,
因为串联电路中各处的电流相等,
所以根据欧姆定律可得,电路中的电流:
I=Ix=
Ux |
Rx |
5V |
20Ω |
定值电阻R0的阻值:
R0=
U0 |
I |
1V |
0.25A |
(2)由表格数据可知,当酒精气体的浓度为0.09mg/L时酒精气体传感器的电阻Rx′=6Ω,
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以此时电路中的电流:
I′=
U |
R0+R′x |
6V |
4Ω+6Ω |
电压表的示数:
U0′=I′R0=0.6A×4Ω=2.4V,
即电压表的示数大于等于2.4V时属于酒后驾车;
(3)由表格数据可知,当酒精气体的浓度为0mg/L时酒精气体传感器的电阻Rx″=36Ω,
电路中的电流:
I″=
U |
R0+R″x |
6V |
4Ω+36Ω |
电压表的示数:
U0″=I″R0=0.15A×4Ω=0.6V,
即该酒精检测仪表盘的零刻度应在电压表0.6V的示数位置,如下图所示:
(4)当电压表的示数为3V时,此酒精测试仪能检测出酒精气体的浓度最大,
电路中的电流:
Imax=
U0max |
R0 |
3V |
4Ω |
此时酒精气体传感器两端的电压:
Uxmin=U-U0max=6V-3V=3V,
酒精气体传感器的电阻:
Rxmin=
Uxmin |
Imax |
3V |
0.75A |
由表格可知,此酒精测试仪能检测出酒精气体的浓度最多为0.13mg/L.
答:(1)定值电阻R0的阻值为4Ω;
(2)在检测时电压表读数大于等于2.4V时被检测者属于酒后驾车;
(3)该酒精检测仪表盘的零刻度应在电压表的0.6V示数位置,如上表所示;
(4)若电压表的量程是0~3V,此酒精测试仪能检测出酒精气体的浓度最多为0.13mg/L.
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