Question

如图所示是某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，0.5A”。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大

C.滑动变阻器允许接入电路的取值范围为2.5Ω~10Ω

D.电路消耗总电功率的变化范围为1.35W~2.25W

Answer

BC

【解析】

由图可知，定值电阻R1与变阻器R2串联，电压表测变阻器R2两端的电压，电流表测电路的电流。

A．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错误；

B．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，由可知，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正确；

C．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，此时电路中的总电阻

R=

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

R2=R-R1=7.5Ω-5Ω=2.5Ω

当电压表的示数最大为U2=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，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

U1=U-U2=4.5V-3V=1.5V

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，故C正确；

D．电阻消耗功率的最大值

Pmax=UImax=4.5V×0.6A=2.7W

电阻消耗功率的最小值

Pmin=UImin=4.5V×0.3A=1.35W

电路消耗总电功率的变化范围为1.35W～2.7W，故D错误。

故选BC。