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，此时电压表的示数为多少？

Answer 1

【答案】（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）调零后，电流表的示数达到0.2A时电压表的示数为4V．

【解析】解：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：

I=I2===0.1A；

（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：U1=U﹣U2=8V﹣6V=2V，

所以，滑动变阻器R1的电阻值：R1===20Ω；

（3）调零后，R1的电阻保持不变，

此时变阻器R1两端的电压：U1′=I′R1=0.2A×20Ω=4V；

此时电压表的示数：U2′=U﹣U1′=8V﹣4V=4V．

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）调零后，电流表的示数达到0.2A时电压表的示数为4V．