Question

（2012?菏澤）實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所用導(dǎo)線很短，導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)．但長距離輸電需要兩條輸電線，輸電線的電阻則不能忽略不計(jì)．當(dāng)輸電線某處發(fā)生短路時(shí)，整個(gè)輸電線路的電阻會(huì)發(fā)生改變．已知每米輸電線的電阻是0.01Ω．
（1）請你利用學(xué)過的電學(xué)知識(shí)，在如圖所示的虛線框內(nèi)為檢修人員設(shè)計(jì)一個(gè)檢修電路（器材和儀表任選），可以根據(jù)儀表的示數(shù)進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，以確定輸電線短路的位置，便于檢修人員迅速趕往短路所在位置排除故障．
（2）計(jì)算“短路點(diǎn)與測量點(diǎn)之間的距離”的表達(dá)式為：

L=

U

0.02I

．

Answer 1

分析：（1）只要測出導(dǎo)線電阻的大小就可測出導(dǎo)線的長度，導(dǎo)線的長度是兩地的距離的2倍，要求電阻的大小就必須測出導(dǎo)線兩端的電壓和通過的電流，電壓表并聯(lián)在導(dǎo)線兩端，電流表串聯(lián)在電路中即可測出導(dǎo)線兩端的電壓和通過的電流，從而判斷出故障發(fā)生地距甲地的距離．
（2）讀出電流表和電壓表的示數(shù)根據(jù)歐姆定律可求此時(shí)導(dǎo)線的電阻，進(jìn)一步求出故障發(fā)生地距甲地的距離．

解答：解：（1）如圖電壓表并聯(lián)在導(dǎo)線兩端，電流表串聯(lián)在電路中，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中．

（2）設(shè)每米輸電線的電阻為R₀，即R₀=0.01Ω，
電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U，
導(dǎo)線的電阻R=

U

I

，
所以導(dǎo)線的長度為S=

R

R0

=

U

IR0

，
導(dǎo)線的長度是兩地距離的2倍，所以兩地的距離是導(dǎo)線長度的一半，
兩端距離為L=

S

2

=

U

2R0I

=

U

0.02I

．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）L=

U

0.02I

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電路圖的設(shè)計(jì)和距離的計(jì)算，難點(diǎn)是根據(jù)題意設(shè)計(jì)電路圖，容易出錯(cuò)的是兩地的距離，要知道導(dǎo)線的長度是兩地距離的2倍．