Question

如图所示是小明同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中，通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动，电源电压保持4.5V不变，电流表量程为0~0.6A，电压表量程为0~3V，定值电阻R₁阻值为5Ω，滑动变阻器R₂的规格为“15Ω 1A”。闭合开关S，随着水流速度的改变，下列说法正确的是（　　）

A.当水流速度增大时，电压表的示数变大

B.当水流速度减小时，电压表与电流表的示数之比变小

C.滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为10Ω~15Ω

D.电阻R₁的电功率变化范围为0.45W~1.8W

Answer

D

【解析】

由图知，定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器R2的电压，电流表测电路的电流。

A．当水流速度增大时，机翼状的探头上下表面受到的压强不同，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，R2的滑片上移，接入电路的阻值减小，根据串联电路的分压特点可知，变阻器R2的电压减小，即电压表示数减小，故A不正确；

B．流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小，当水流速度减小时，上下表面的压强差减小，R2滑片下移，变阻器接入电路的阻值增大，根据，电压表与电流表的示数之比等于R2接入电路中的阻值，则其比值变大，故B不正确；

CD．当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路中的电流

因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0~0.6A，所以，电路中的最大电流为

I大= 0.6A

此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电阻R1的电功率最大，此时电路中的总电阻

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值

电阻R1的最大电功率

当电压表的示数最大为

U2 = 3V

滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，R1的功率最小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时R1的电压

则电路中最小的电流

则滑动变阻器接入电路中的最大阻值

所以，滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω ~ 10Ω，电阻R1的最小功率

所以，电阻R1的电功率的变化范围为0.45W ~ 1.8W，故C不正确，故D正确。

故选D。