题目内容
【题目】在自然灾害中输电线路容易出现故障，科技小组的同学通过实验探究来体验判断故障类型和位置的方法。他们用AB、CD两根长为L的长直电阻丝模拟输电线，在电阻丝的左右两侧可以安装检测电路，电阻丝单位长度的阻值为r。如图甲，在左侧安装检测电路，其中R0为保护电阻，右侧用导线连接。线路无故障时，电压表V1示数为U，电流表示数为I。
（1）若检测电路中电流表示数为0，电压表V1示数为U，表明输电线故障为_____。
（2）若检测电路中电流表示数大于I，电压表V1示数为U，表明输电线可能出现短路或形成间隙电阻。如图乙，小组在AB、CD之间某处连接一根导线模拟输电线短路，或在另一处连接未知电阻Rx模拟输电线之间形成间隙电阻，在右侧连接电压表V2。若输电线短路，则电压表V2示数_______；若输电线之间形成间隙电阻，则电压表V2示数_______。
(3)在图乙中，若输电线的故障是短路，电流表的示数为I1，电压表V1的示数为U，则故障处与A端的距离为________（用r、I1、U、R0表示）。
【答案】 断路 为0V 小于U U-I1R0/2I1r
【解析】1)电流表示数为0,电压表V1示数为U，说明电压表并联部分断路，即输电线断路；(2)若输电线短路,电压表V2被短路，示数为0；(3)若输电线的故障是短路,由I ＝
可得，电路中的总电阻：R ＝
，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻丝的阻值：R线 ＝RR0 ＝R0 ＝
，因电阻丝单位长度的阻值为r，所以，电阻丝的长度：L线 ＝
＝
，则故障处与A端的距离：L ＝
.
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