题目内容
为了支援国家三峡工程，原来住在三峡库区的王某举家迁至常德．一天家中突然停电，电工小张听说后立即前往维修，经检查，小张判断是户外输电线路中某处短路造成了配电室空气开关跳闸，如图所示．因王某新家距配电室较远，为了尽快排除故障，小张关掉王家的闸刀开关后用一件自己设计的工具很快就在王家确定了短路点与王家的距离为s，前往一看果然如此，故障及时得到了排除．已知输电线单位长度的电阻为R0．如果你是小张，请你利用所学知识设计一个能快速确定短路点的电路．
（1）将电路图画在下面的方框中
（2）请你写出需要测出的物理量
（3）则s=
（用符号表示）．
（1）将电路图画在下面的方框中
（2）请你写出需要测出的物理量
U、I
U、I
（用符号表示）；（3）则s=
| U |
| 2IR0 |
| U |
| 2IR0 |
分析：只要测出导线电阻的大小就可测出导线的长度，导线的长度是两地的距离的2倍，要求电阻的大小就必须测出导线两端的电压和通过的电流，电压表并联在导线两端，电流表串联在电路中即可测出导线两端的电压和通过的电流，读出电流表和电压表的示数根据欧姆定律可求此时导线的电阻，进一步求出故障发生地距甲地的距离．
解答：解：（1）如图电压表并联在导线两端，电流表串联在电路中，保护电路的滑动变阻器串联在电路中，如下图所示：
（2）需要测量的物理量：电流表的示数I，电压表的示数U；
（3）根据欧姆定律可得，导线的电阻：
R=
，
导线的长度：
s′=
=
，
导线的长度是两地距离的2倍，所以两地的距离是导线长度的一半，
则两端距离s=
=
．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）U、I；
（3）
．
（2）需要测量的物理量：电流表的示数I，电压表的示数U；
（3）根据欧姆定律可得，导线的电阻：
R=
| U |
| I |
导线的长度：
s′=
| R |
| R0 |
| U |
| IR0 |
导线的长度是两地距离的2倍，所以两地的距离是导线长度的一半，
则两端距离s=
| s′ |
| 2 |
| U |
| 2IR0 |
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）U、I；
（3）
| U |
| 2IR0 |
点评：本题考查电路图的设计和距离的计算，难点是根据题意设计电路图，容易出错的是两地的距离，要知道导线的长度是两地距离的2倍．
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