Question

【题目】为了防止酒驾事故的出现，酒精测试仪已被广泛应用。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理如图所示。电源电压恒为8V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω．使用前要通过调零旋扭（即滑动变阻器R1的滑片）对酒精测试仪进行调零，此时电压表的示数为6V。

（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为多少？

（2）电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的电阻值和消耗的功率分别为多少？

（3）调零后，R1的电阻保持不变。某驾驶员对着酒精测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.2A，表明驾驶员酒驾，此时电阻R2阻值为多少？通过题干给出的信息和你计算的电阻值证明了什么原理是正确的。

Answer 1

【答案】（1）0.1A；（2）20Ω；（3）20Ω，正确的。

【解析】分析：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）由题意可知，酒精气体的浓度为0时，R2的阻值和电压表的示数，根据欧姆定律和串联电路中的电流特点求出电路中的电流；

（2）根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器R1的电阻值，根据可求功率；

（3）R1的电阻保持不变，根据欧姆定律求出电流表的示数达到0.2A时滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电压表的示数和R的阻值。

解答：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为60Ω，此时电压表的示数为6V，由于串联电路中各处的电流相等，所以，根据欧姆定律可得，电流表的示数：；

（2）串联电路中总电压等于各分电压之和，则此时R1两端的电压：，所以，滑动变阻器R1的电阻值：；消耗的功率：；

（3）调零后，R1的电阻保持不变，此时变阻器R1两端的电压：；此时电压表的示数：，，通过题干给出的信息和，计算的电阻值证明了酒精测试仪的工作原理是正确的。

答：（1）电压表的示数为6V时，电流表的示数为0.1A；

（2）电压表的示数为6V时，滑动变阻器R1的电阻值为20Ω；

（3）电阻R2阻值为20Ω，通过题干给出的信息和计算的电阻值证明酒精测试仪的工作原理是正确的。