Question

從2011年5月11日起，執(zhí)行酒駕重罰新規(guī)定．交警使用的某型號酒精測試儀的工作原理相當(dāng)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(dāng)酒精氣體的濃度為0時，R₂的電阻為80Ω．使用前要通過調(diào)零旋鈕（即滑動變阻器R₁的滑片）對測試儀進(jìn)行調(diào)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(diào)零后，R₁的電阻保持不變．某駕駛員對著測試儀吹氣10s，若電流表的示數(shù)達(dá)到0.3A，表明駕駛員醉駕，此時電壓表的示數(shù)為多少？

Answer 1

分析：本題有兩個過程，
（1）當(dāng)對測試儀進(jìn)行調(diào)零，知道R₂的電壓和電阻，根據(jù)歐姆定律求出電流．求出此時滑動變阻器的電壓和電流，根據(jù)歐姆定律的導(dǎo)出公式，求出電阻．
（2）當(dāng)駕駛員對著測試儀吹氣10s，改變了電路電流，滑動變阻器的阻值不變，求出滑動變阻器的電壓，求出R₂的電壓．

解答：解：（1）因?yàn)镽₂和滑動變阻器串聯(lián)，當(dāng)酒精氣體的濃度為0時，R₂=80Ω，電壓表示數(shù)U₂為8V時，
I=I₁=I₂=

U2

R2

=

8V

80Ω

=0.1A．
（2）U₁=U-U₂=9V-8V=1V，
R₁=

U1

I1

=

1V

0.1A

=10Ω．
（3）當(dāng)R₁的電阻保持不變，電流表的示數(shù)I'=0.3A時，
U₁′=I′R₁=0.3A×10Ω=3V，
U₂′=U-U₁′=9V-3V=6V．
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）調(diào)零后，R₁的電阻保持不變．某駕駛員對著測試儀吹氣10s，若電流表的示數(shù)達(dá)到0.3A，表明駕駛員醉駕，此時電壓表的示數(shù)6V．

點(diǎn)評：本題考查了歐姆定律公式及導(dǎo)出公式，串聯(lián)電路的電壓和電流的特點(diǎn)，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．
本題體現(xiàn)了物理應(yīng)用于生活，達(dá)到學(xué)以致用的目的．