从2011年5月11日起,执行酒驾重罚新规定。交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于图23所示。电源电压恒为9 V,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80 Ω。使用前要通过调零旋钮(即滑动变阻器R1的滑片)对测试仪进行调零,此时电压表的示数为8 V。求:
(1)电压表的示数为8V时,电流表的示数为多少?
(2)电压表的示数为8V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。某驾驶员对着测试仪吹气10 s,若电流表的示数达到0.3A,表明驾驶员醉驾,此时电压表的示数为多少?
(1)0.1A;(2)10Ω;(3)6V.
【解析】
试题分析: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.由题意可知,酒精气体的浓度为0时,R2的阻值和电压表的示数,根据欧姆定律和串联电路中的电流特点求出电路中的电流;根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压,利用欧姆定律求出滑动变阻器R1的电阻值;R1的电阻保持不变,根据欧姆定律求出电流表的示数达到0.3A时滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电压表的示数.
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80Ω,此时电压表的示数为8V,
∵串联电路中各处的电流相等,∴根据欧姆定律可得,电流表的示数:I==0.1A;
(2)∵串联电路中总电压等于各分电压之和,∴此时R1两端的电压:U1=U-U2=9V-8V=1V,
∵I=∴R1=
=10Ω;
(3)调零后,R1的电阻保持不变,∵I=,∴滑动变阻器两端电压:U1′=I′R1=0.3A×10Ω=3V,∴电压表的示数:U2′=U-U1′=9V-3V=6V.
考点:欧姆定律计算
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酒精气体的浓度/mg/L | 0 | 0.01 | 0.03 | 0.05 | 0.07 | 0.09 | 0.11 | 0.13 |
酒精气体传感器电阻Rx/Ω | 36 | 20 | 15 | 11 | 8 | 6 | 4.5 | 4 |
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