Question

【題目】如圖所示是小明同學設計的監測河水流速變化的裝置原理圖。機翼狀的探頭始終浸沒在水中，通過連桿帶動滑動變阻器的滑片P上下移動，電源電壓保持4.5V不變，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~3V，定值電阻R1阻值為5Ω，滑動變阻器R2的規格為“15Ω 1A”。閉合開關S，隨著水流速度的改變，下列說法正確的是（　　）

A.當水流速度增大時，電壓表的示數變大

B.當水流速度減小時，電壓表與電流表的示數之比變小

C.滑動變阻器允許接入電路的阻值范圍為10Ω~15Ω

D.電阻R1的電功率變化范圍為0.45W~1.8W

Answer 1

【答案】D

【解析】

由圖知，定值電阻R1與變阻器R2串聯，電壓表測變阻器R2的電壓，電流表測電路的電流。

A．當水流速度增大時，機翼狀的探頭上下表面受到的壓強不同，下表面受到的壓強大于上表面受到的壓強，R2的滑片上移，接入電路的阻值減小，根據串聯電路的分壓特點可知，變阻器R2的電壓減小，即電壓表示數減小，故A不正確；

B．流體的壓強跟流速有關，流速越大的位置，壓強越小，當水流速度減小時，上下表面的壓強差減小，R2滑片下移，變阻器接入電路的阻值增大，根據，電壓表與電流表的示數之比等于R2接入電路中的阻值，則其比值變大，故B不正確；

CD．當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電路中的電流

因串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0~0.6A，所以，電路中的最大電流為

I大= 0.6A

此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，電阻R1的電功率最大，此時電路中的總電阻

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值

電阻R1的最大電功率

當電壓表的示數最大為

U2 = 3V

滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，R1的功率最小，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，此時R1的電壓

則電路中最小的電流

則滑動變阻器接入電路中的最大阻值

所以，滑動變阻器允許接入電路的取值范圍為2.5Ω ~ 10Ω，電阻R1的最小功率

所以，電阻R1的電功率的變化范圍為0.45W ~ 1.8W，故C不正確，故D正確。

故選D。