Question

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

（1）0.1A （2）20Ω （3）4V

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，
因为串联电路中各处的电流相等，故根据欧姆定律可得，电流表的示数：I===0.1A；
（2）因为串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时R₁两端的电压：U₁=U－U₂=8V－6V=4V，
故滑动变阻器R₁的电阻值R₁===20Ω；
（3）调零后，R₁的电阻保持不变，此时变阻器两端的电压：U₁′=I′R₁=0.2A×20Ω=4V，
所以电压表的示数：U₂′=U﹣U₁′=8V﹣4V=4V．
（1）已知电压表的示数，电阻R₂的大小，相除即可得电流的大小，它就是电流表的示数；（2）由于电源电压已知，故可求变阻器的两端电压，再根据电流的大小求出变阻器连入电路的阻值；（3）题中变阻器的阻值不变，已知电路中的电流，故可求变阻器的两端电压，再由电源电压减去这个值，就是电压表的示数。