题目内容

【题目】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,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

【答案】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= 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

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