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．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，此時電壓表的為6V．

（1）電壓表的示數為6V時，電流表的示數為多少？

（2）電壓表的示數為6V時，滑動變阻器R₁的電阻值為多少？

（3）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，若電流表的示數達到0.2A，表明駕駛員酒駕，此時電壓表的示數為多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）0.1A （2）20Ω （3）4V

【解析】由電路圖可知，R₁與R₂串聯，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，R₂的電阻為60Ω，此時電壓表的示數為6V，

因為串聯電路中各處的電流相等，故根據歐姆定律可得，電流表的示數：I===0.1A；

（2）因為串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以此時R₁兩端的電壓：U₁=U－U₂=8V－6V=4V，

故滑動變阻器R₁的電阻值R₁===20Ω；

（3）調零后，R₁的電阻保持不變，此時變阻器兩端的電壓：U₁′=I′R₁=0.2A×20Ω=4V，

所以電壓表的示數：U₂′=U﹣U₁′=8V﹣4V=4V．

（1）已知電壓表的示數，電阻R₂的大小，相除即可得電流的大小，它就是電流表的示數；（2）由于電源電壓已知，故可求變阻器的兩端電壓，再根據電流的大小求出變阻器連入電路的阻值；（3）題中變阻器的阻值不變，已知電路中的電流，故可求變阻器的兩端電壓，再由電源電壓減去這個值，就是電壓表的示數。

考點：歐姆定律的應用。