Question

【題目】為了防止酒駕事故的出現，酒精測試儀已被廣泛應用。交警使用的某型號酒精測試儀的工作原理如圖所示。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，當酒精氣體的濃度為0時，R2的電阻為60Ω．使用前要通過調零旋扭（即滑動變阻器R1的滑片）對酒精測試儀進行調零，此時電壓表的示數為6V。

（1）電壓表的示數為6V時，電流表的示數為多少？

（2）電壓表的示數為6V時，滑動變阻器R1的電阻值和消耗的功率分別為多少？

（3）調零后，R1的電阻保持不變。某駕駛員對著酒精測試儀吹氣10s，若電流表的示數達到0.2A，表明駕駛員酒駕，此時電阻R2阻值為多少？通過題干給出的信息和你計算的電阻值證明了什么原理是正確的。

Answer 1

【答案】（1）0.1A；（2）20Ω；（3）20Ω，正確的。

【解析】分析：由電路圖可知，R1與R2串聯，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，R2的阻值和電壓表的示數，根據歐姆定律和串聯電路中的電流特點求出電路中的電流；

（2）根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器R1的電阻值，根據可求功率；

（3）R1的電阻保持不變，根據歐姆定律求出電流表的示數達到0.2A時滑動變阻器兩端的電壓，利用串聯電路的電壓特點求出電壓表的示數和R的阻值。

解答：由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

（1）當酒精氣體的濃度為0時，R2的電阻為60Ω，此時電壓表的示數為6V，由于串聯電路中各處的電流相等，所以，根據歐姆定律可得，電流表的示數：；

（2）串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，則此時R1兩端的電壓：，所以，滑動變阻器R1的電阻值：；消耗的功率：；

（3）調零后，R1的電阻保持不變，此時變阻器R1兩端的電壓：；此時電壓表的示數：，，通過題干給出的信息和，計算的電阻值證明了酒精測試儀的工作原理是正確的。

答：（1）電壓表的示數為6V時，電流表的示數為0.1A；

（2）電壓表的示數為6V時，滑動變阻器R1的電阻值為20Ω；

（3）電阻R2阻值為20Ω，通過題干給出的信息和計算的電阻值證明酒精測試儀的工作原理是正確的。