Question

3．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(hào)酒精測(cè)試儀的工作原理相當(dāng)于圖所示．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，此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V．求：
（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)，定值電阻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(duì)著測(cè)試儀吹氣10s，若電流表的示數(shù)達(dá)到0.2A，表明駕駛員醉駕，此時(shí)電壓表的示數(shù)為多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電壓表的示數(shù)為6V時(shí)電流表的示數(shù)；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻R₁的電阻值；
（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)R₁兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電壓表的示數(shù)．

解答 解：由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中電流表的示數(shù)：
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{6V}{60Ω}$=0.1A；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=8V-6V=2V，
則定值電阻R₁的電阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{2V}{0.1A}$=20Ω；
（3）R₁的電阻保持不變，當(dāng)電流表的示數(shù)達(dá)到0.2A時(shí)，R₁兩端的電壓：
U₁′=I′R₁=0.2A×20Ω=4V，
則電壓表的示數(shù)：
U₂′=U-U₁′=8V-4V=4V．
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)，定值電阻R₁的電阻值為20Ω；
（3）此時(shí)電壓表的示數(shù)為4V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，體現(xiàn)了物理應(yīng)用于生活，達(dá)到學(xué)以致用的目的．