Question

10．我國道路交通安全法規(guī)定：飲酒駕駛機動車輛，罰款1000元-2000元、記12分并暫扣駕照6個月；醉酒駕駛機動車輛，吊銷駕照，5年內不得重新獲取駕照，經(jīng)過判決后處以拘役，并處罰金．為了防止酒駕事故的出現(xiàn)，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鈕（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(shù)為6V時，電流表的示數(shù)為多少？
（2）電壓表的示數(shù)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(shù)達到0.2A，表明駕駛員酒駕，此時電壓表的示數(shù)為多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由題意可知，酒精氣體的濃度為0時，R₂的阻值和電壓表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路中的電流特點求出電路中的電流；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器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)達到0.2A時滑動變阻器兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點求出電壓表的示數(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(shù)為6V，
因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以根據(jù)歐姆定律可得，電流表的示數(shù)：
I=$\frac{U2}{R2}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A   
（2）因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，∴此時R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=8V-6V=2V       
所以R₁=$\frac{U1}{I}$=$\frac{2V}{0.1A}$=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(shù)：U₂′=U-U₁′=8V-4V=4V   
 答：（1）電壓表的示數(shù)為6V時，電流表的示數(shù)為0.1A；
（2）電壓表的示數(shù)為6V時，滑動變阻器R₁的電阻值為20Ω；
（3）調零后，電流表的示數(shù)達到0.2A時電壓表的示數(shù)為4V．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是注意“調零后，R₁的電阻保持不變”．