Question

2．交警使用的某型號(hào)酒精測(cè)試儀的工作原理如圖所示，電源電壓恒為9V，傳感器電阻R₂的電阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，當(dāng)酒精濃度為0時(shí)，R₂的電阻為80Ω，使用前要通過調(diào)零旋鈕（即滑動(dòng)變阻器R₁的滑片）對(duì)測(cè)試儀進(jìn)行調(diào)零，此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V．求：
（1）電壓表的示數(shù)為8V時(shí)，電流表的示數(shù)為多少？
（2）電壓表的示數(shù)為8V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₁的電阻值為多少？
（3）調(diào)零后，R₁的電阻值保持不變，某駕駛員對(duì)著測(cè)試儀吹氣，若電流表的示數(shù)達(dá)到0.3A，表明駕駛員醉駕，此時(shí)電壓表的示數(shù)為多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由題意可知，酒精氣體的濃度為0時(shí)，R₂的阻值和電壓表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路中的電流特點(diǎn)求出電路中的電流；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R₁的電阻值；
（3）R₁的電阻保持不變，根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)達(dá)到0.3A時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表的示數(shù)．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）當(dāng)酒精濃度為0時(shí)，R₂的電阻為80Ω，此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V．
由串聯(lián)電路中電流的處處相等得：
電流表的示數(shù)：
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{8V}{80Ω}$=0.1A；
（2）電壓表的示數(shù)為8V，由于串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
則此時(shí)R₁兩端的電壓U₁=U-U₂=9V-8V=1V，
∴R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
（3）調(diào)零后，R₁的電阻保持不變，此時(shí)變阻器兩端的電壓：
U₁′=I′R₁=0.3A×10Ω=3V，
∴電壓表的示數(shù)：
U₂′=U-U₁′=9V-3V=6V．
答：（1）電壓表的示數(shù)為8V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A；
（2）電壓表的示數(shù)為8V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₁的電阻值為10Ω；
（3）調(diào)零后，電流表的示數(shù)達(dá)到0.3A時(shí)電壓表的示數(shù)為6V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是注意“調(diào)零后，R₁的電阻保持不變”．