《2025年启东中学作业本九年级物理下册沪粤版》

19. “开车不饮酒，酒后不开车”是每一位司机都必须遵守的交通法规. 图甲是气体中酒精浓度测试仪的原理图，电源电压U=12V，R₁是气敏电阻，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示. 气体中酒精浓度大于或等于20mg/100mL小于80mg/100mL为酒驾，大于或等于80mg/100mL为醉驾. 测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节滑动变阻器R₂的滑片，使电压表示数U₁=10V，调零后R₂的滑片位置保持不变. 求：
（1）调零后R₂接入电路中的阻值.
（2）当U₁=10V时，R₁消耗的电功率.
（3）在某次检测中，电流表示数为0.3A，试通过计算分析，判断该司机属于酒驾还是醉驾？

答案： 解:
(1)由题图乙可知,当气体中酒精的浓度为0时,$R_{1}=$100Ω,此时电路中的电流$I = \frac{U_{1}}{R_{1}} = \frac{10V}{100Ω} = 0.1A$,$R_{2}$接入电路中的阻值$R_{2} = \frac{U_{2}}{I} = \frac{U - U_{1}}{I} = \frac{12V - 10V}{0.1A} = 20Ω$.
(2)$R_{1}$消耗的电功率$P_{1} = U_{1}I = 10V×0.1A = 1W$.
(3)当电流表示数为0.3A时,电路的总电阻$R_{总} = \frac{U}{I'} = \frac{12V}{0.3A} = 40Ω$,气敏电阻的阻值$R_{1}' = R_{总} - R_{2} = 40Ω - 20Ω = 20Ω$,分析题图乙可知,当气敏电阻的阻值为20Ω时,气体中酒精浓度为80mg/100mL,对照相关标准可以判定,被测司机属于醉驾.