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，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～4.05W

Answer

BC

【解析】

A．流体的压强跟流速有关，流速越大的位置，压强越小。水流速度增大时，机翼状的探头上下表面的压强不同，下表面压强大于上表面压强，R2滑片上移，阻值减小，R1与R2串联，根据串联分压可知，电压表示数减小；故A错误；

B．机翼状的探头上下表面的压强不同，下表面压强大于上表面压强，水流速度减小时，上下表面的压强差减小，R2滑片下移，阻值增大，电压表与电流表的示数之比就是R2的阻值，故B正确；

C．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，由I＝可得：电路中的总电阻R总＝＝＝7.5Ω，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2＝R总﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω，根据电压表量程可知滑动变阻器接入电路中的电阻两端的电压最大为3V，即U2＝3V，根据串联电路的电压特点，R1的电压：U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，此时电路中的电流最小：I小＝＝＝0.3A，滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R2′＝＝＝10Ω，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：P大＝UI大＝4.5V×0.6A＝2.7W，电阻消耗功率的最小值：P小＝UI小＝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。