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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