Question

從2011年5月1日起，執(zhí)行酒駕重罰新規(guī)定．交警使用的某型號(hào)酒精測試儀的工作原理相當(dāng)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(shí)，R₂的電阻為80Ω．使用前要通過調(diào)零旋鈕（即滑動(dòng)變阻器Rl的滑片）對(duì)測試儀進(jìn)行凋零，此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V．求：
（1）電壓表的示數(shù)為8V，電流表的示數(shù)為多少？
（2）電壓表的示數(shù)為8V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₁電阻是多少？
（3）電流表的示數(shù)為0.3A，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R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由題意可知，酒精氣體的濃度為0時(shí)，R₂的阻值和電壓表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路中的電流特點(diǎn)求出電路中的電流；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器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0.3A時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，利用串聯(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R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）當(dāng)酒精氣體的濃度為0時(shí)，R₂的電阻為80Ω，此時(shí)電壓表的示數(shù)為8V，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電流表的示數(shù)：
I=

U2

R2

=

8V

80Ω

=0.1A；
（2）∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴此時(shí)R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=9V-8V=1V，
∵I=

U

R

，
∴R₁=

U1

I

=

1V

0.1A

=10Ω；
（3）調(diào)零后，R₁的電阻保持不變，
∵I=

U

R

，
∴滑動(dòng)變阻器兩端電壓：
U₁′=I′R₁=0.3A×10Ω=3V，
∴電壓表的示數(shù)：
U₂′=U-U₁′=9V-3V=6V．
答：（1）電壓表的示數(shù)為8V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A；
（2）電壓表的示數(shù)為8V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₁的電阻值為10Ω；
（3）電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)電壓表的示數(shù)為6V．

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，知道“調(diào)零后，R₁的電阻保持不變”是正確解題的關(guān)鍵．