Question

14．為了減少酒駕現(xiàn)象的發(fā)生，酒精測試儀已被廣泛應(yīng)用．某型號酒精測試儀的工作原理如圖所示．電源電壓恒為6V，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50Ω．使用前要通過調(diào)零旋扭（即滑動變阻器R₁的滑片）對酒精測試儀進行調(diào)零，此時電壓表的為4V．
（1）電壓表的示數(shù)為4V時，電流表的示數(shù)為多少？此時，滑動變阻器R₁的電阻值為多少？
（2）調(diào)零后，R₁的電阻保持不變．某駕駛員對著酒精測試儀吹氣，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；
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；
（2）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50Ω，此時電壓表的示數(shù)為4V，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，
根據(jù)歐姆定律可得，電流表的示數(shù)：
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{4V}{50Ω}$=0.08A；
串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以此時R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=6V-4V=2V，
所以：R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{2V}{0.08A}$=25Ω；
（2）調(diào)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×25Ω=5V，
所以電壓表的示數(shù)：
U₂′=U-U₁′=6V-5V=1V．
答：（1）電壓表的示數(shù)為4V時，電流表的示數(shù)為0.08A，滑動變阻器R₁的電阻值為25Ω；
（2）調(diào)零后，電流表的示數(shù)達到0.2A時電壓表的示數(shù)為1V．

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