Question

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9V．图中R₁为酒精气体传感器，它的实质是一个电阻值随酒精气体浓度增大而减小的可变电阻．当酒精气体的浓度为0时，R₁的阻值70Ω，电压表的示数为2V．求：
（1）此时电路中的电流是多少？
（2）R₂的阻值是多少？
（3）某驾驶员对着测试仪吹气10s，若电压表的示数达到5V，就表明驾驶员醉驾．此时酒精传感器R₁的阻值多大？

Answer 1

分析：由电路图知，R₁、R₂串联，电压表测电阻R₂的两端电压；
（1）由串联电路特点求出电阻R₁的电压，然后由欧姆定律求出电路电流；
（2）已知R₂的电压与流过电阻的电流，由欧姆定律可求出电阻的阻值；
（3）已知电阻R₂的阻值及它两端的电压，由欧姆定律可求出电路电流；由串联电路特点求出R₁的两端的电压，然后由欧姆定律求出电阻R₁的阻值．

解答：解：（1）由电路图知，R₁、R₂串联，电压表测电阻R₂的两端电压；则U₂=2V，
电阻R₁的两端电压U₁=U-U₂=9V-2V=7V，
电路电流为：I=I₁=

U1

R1

=

7V

70Ω

=0.1A．
（2）电阻R₂=

U2

I

=

2V

0.1A

=20Ω．
（3）当电压表示数是5V时，电路电流I′=

U′2

R2

=

5V

20Ω

=0.25A，
电阻R₁的两端电压U₁′=U-U₂′=9V-5V=4V，
此时电阻R₁的阻值R₁′=

U′1

I′

=

4V

0.25A

=16Ω，
答：（1）电路中的电流是0.1A；（2）电阻R₂的阻值是20Ω；（3）此时酒精传感器R₁的阻值是16Ω．

点评：本题考查了欧姆定律公式及导出公式的应用，串联电路的电压和电流的特点，通过电阻值随酒精气体浓度的变化而变化，改变电路的阻值和电流．本题体现了物理应用于生活，达到学以致用的目的．