Question

7．交警使用的某型號酒精測試儀的工作原理相當于如圖所示．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，當酒精氣體的濃度為0 時，R₂的電阻為80Ω．使用前要通過調零旋鈕（ 即滑動變阻器R₁的滑片） 對測試儀進行調零，此時電壓表的示數(shù)為8V．求：
（1）電壓表的示數(shù)為8V 時，電流表的示數(shù)為多少？
（2）電壓表的示數(shù)為8V 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．某駕駛員對著測試儀吹氣10s，電流表的示數(shù)達到0.4A，該駕駛員醉駕了，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）當酒精氣體的濃度為0時，R₂=80Ω，此時電壓表示數(shù)U₂=8V，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電流表的示數(shù)；
（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，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器R₁的電阻值；
（3）當R₁的電阻保持不變，電流表的示數(shù)I′=0.4A時，根據(jù)歐姆定律求出R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出此時電壓表的示數(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=80Ω，此時電壓表示數(shù)U₂=8V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電流表的示數(shù)：
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{8V}{80Ω}$=0.1A；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U₁=U-U₂=9V-8V=1V，
則滑動變阻器R₁的電阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
（3）當R₁的電阻保持不變，電流表的示數(shù)I′=0.4A時，R₁兩端的電壓：
U₁′=I′R₁=0.4A×10Ω=4V，
此時電壓表的示數(shù)：
U₂′=U-U₁′=9V-4V=5V．
答：（1）電壓表的示數(shù)為8V時，電流表的示數(shù)為0.1A；
（2）電壓表的示數(shù)為8V時，滑動變阻器R₁的電阻值為10Ω；
（3）此時電壓表的示數(shù)為5V．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的應用，通過電阻值隨酒精氣體濃度的變化而變化，改變電路的阻值和電流，體現(xiàn)了物理應用于生活，也體現(xiàn)了學以致用的目的．