Question

【題目】如圖所示是某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大

C. 滑動變阻器允許接入電路的取值范圍為2.5Ω～10Ω

D. 電路消耗總電功率的變化范圍為1.35W～4.05W

Answer 1

【答案】BC

【解析】

A．流體的壓強跟流速有關，流速越大的位置，壓強越小。水流速度增大時，機翼狀的探頭上下表面的壓強不同，下表面壓強大于上表面壓強，R2滑片上移，阻值減小，R1與R2串聯，根據串聯分壓可知，電壓表示數減小；故A錯誤；

B．機翼狀的探頭上下表面的壓強不同，下表面壓強大于上表面壓強，水流速度減小時，上下表面的壓強差減小，R2滑片下移，阻值增大，電壓表與電流表的示數之比就是R2的阻值，故B正確；

C．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，由I＝可得：電路中的總電阻R總＝＝＝7.5Ω，串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，滑動變阻器接入電路中的最小阻值：R2＝R總﹣R1＝7.5Ω﹣5Ω＝2.5Ω，根據電壓表量程可知滑動變阻器接入電路中的電阻兩端的電壓最大為3V，即U2＝3V，根據串聯電路的電壓特點，R1的電壓：U1＝U﹣U2＝4.5V﹣3V＝1.5V，此時電路中的電流最小：I小＝＝＝0.3A，滑動變阻器接入電路中的最大阻值：R2′＝＝＝10Ω，滑動變阻器允許接入電路的取值范圍為2.5Ω～10Ω，故C正確；

D．電阻消耗功率的最大值：P大＝UI大＝4.5V×0.6A＝2.7W，電阻消耗功率的最小值：P小＝UI小＝4.5V×0.3A＝1.35W，電路消耗總電功率的變化范圍為1.35W～2.7W，故D錯誤。