Question

【題目】為了防止酒駕事故的出現(xiàn)，酒精測試儀已被廣泛應(yīng)用。交警使用的某型號(hào)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(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí)，R2的電阻為60Ω．使用前要通過調(diào)零旋扭（即滑動(dòng)變阻器R1的滑片）對(duì)酒精測試儀進(jìn)行調(diào)零，此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V。

（1）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，電流表的示數(shù)為多少？

（2）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1的電阻值和消耗的功率分別為多少？

（3）調(diào)零后，R1的電阻保持不變。某駕駛員對(duì)著酒精測試儀吹氣10s，若電流表的示數(shù)達(dá)到0.2A，表明駕駛員酒駕，此時(shí)電阻R2阻值為多少？通過題干給出的信息和你計(jì)算的電阻值證明了什么原理是正確的。

Answer 1

【答案】（1）0.1A；（2）20Ω；（3）20Ω，正確的。

【解析】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(shí)，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(diǎn)求出電路中的電流；

（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器R1的電阻值，根據(jù)可求功率；

（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(dá)到0.2A時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表的示數(shù)和R的阻值。

解答：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(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí)，R2的電阻為60Ω，此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V，由于串聯(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)：；

（2）串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，則此時(shí)R1兩端的電壓：，所以，滑動(dòng)變阻器R1的電阻值：；消耗的功率：；

（3）調(diào)零后，R1的電阻保持不變，此時(shí)變阻器R1兩端的電壓：；此時(shí)電壓表的示數(shù)：，，通過題干給出的信息和，計(jì)算的電阻值證明了酒精測試儀的工作原理是正確的。

答：（1）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A；

（2）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1的電阻值為20Ω；

（3）電阻R2阻值為20Ω，通過題干給出的信息和計(jì)算的電阻值證明酒精測試儀的工作原理是正確的。