Question

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9V．圖中R₁為酒精氣體傳感器，它的實質是一個電阻值隨酒精氣體濃度增大而減小的可變電阻．當酒精氣體的濃度為0時，R₁的阻值70Ω，電壓表的示數為2V．求：
（1）此時電路中的電流是多少？
（2）R₂的阻值是多少？
（3）某駕駛員對著測試儀吹氣10s，若電壓表的示數達到5V，就表明駕駛員醉駕．此時酒精傳感器R₁的阻值多大？

Answer 1

分析：由電路圖知，R₁、R₂串聯，電壓表測電阻R₂的兩端電壓；
（1）由串聯電路特點求出電阻R₁的電壓，然后由歐姆定律求出電路電流；
（2）已知R₂的電壓與流過電阻的電流，由歐姆定律可求出電阻的阻值；
（3）已知電阻R₂的阻值及它兩端的電壓，由歐姆定律可求出電路電流；由串聯電路特點求出R₁的兩端的電壓，然后由歐姆定律求出電阻R₁的阻值．

解答：解：（1）由電路圖知，R₁、R₂串聯，電壓表測電阻R₂的兩端電壓；則U₂=2V，
電阻R₁的兩端電壓U₁=U-U₂=9V-2V=7V，
電路電流為：I=I₁=

U1

R1

=

7V

70Ω

=0.1A．
（2）電阻R₂=

U2

I

=

2V

0.1A

=20Ω．
（3）當電壓表示數是5V時，電路電流I′=

U′2

R2

=

5V

20Ω

=0.25A，
電阻R₁的兩端電壓U₁′=U-U₂′=9V-5V=4V，
此時電阻R₁的阻值R₁′=

U′1

I′

=

4V

0.25A

=16Ω，
答：（1）電路中的電流是0.1A；（2）電阻R₂的阻值是20Ω；（3）此時酒精傳感器R₁的阻值是16Ω．

點評：本題考查了歐姆定律公式及導出公式的應用，串聯電路的電壓和電流的特點，通過電阻值隨酒精氣體濃度的變化而變化，改變電路的阻值和電流．本題體現了物理應用于生活，達到學以致用的目的．