Question

【題目】在自然災害中輸電線路容易出現故障，科技小組的同學通過實驗探究來體驗判斷故障類型和位置的方法．他們用AB、CD兩根長為L的長直電阻絲模擬輸電線，在電阻絲的左右兩側可以安裝檢測電路，電阻絲單位長度的阻值為r．如圖甲所示，在左側安裝檢測電路，其中R0為保護電阻，右側用導線連接．線路無故障時，電壓表V1示 數為U，電流表示數為I．

（1）若甲圖檢測電路中電流表示數為0，電壓表V1示數為U，表明輸電線故障為 ．
（2）若檢測電路中電流表示數大于I，電壓表V1示數為U，表明輸電線可能出現短路或形成間隙電阻．如圖乙所示，小組在AB、CD之間某處連接一根導線模擬輸電線短路，在右側連接電壓表V2 ． 若輸電線短路，則電壓表V2示數為 ．
（3）在乙圖中，若輸電線的故障是短路，電流表的示數為I1 ， 電壓表V1的示數為U，則故障處與A端的距離為（用r、I1、U、R0表示）．

Answer 1

【答案】
（1）斷路
（2）0V
（3）
【解析】解：（1）電流表示數為0，電壓表V1示數為U，說明電壓表并聯部分斷路，即輸電線斷路；（2）若輸電線短路，電壓表V2被短路，示數為0；（3）若輸電線的故障是短路，由I= 可得，電路中的總電阻：R= ， 因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電阻絲的阻值：
R線=R﹣R0= ﹣R0= ，
因電阻絲單位長度的阻值為r，
所以，電阻絲的長度：
L線= = = ，
則故障處與A端的距離：
L= = ．
故答案為：（1）斷路；（2）0V；（3） ．
（1）電壓表有示數說明兩接線柱與電源之間是通路，電流表無示數說明電源板并聯部分斷路；（2）若輸電線短路，電壓表V2被短路示數為0V；（3）若輸電線的故障是短路，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯求出電阻絲的阻值，再根據電阻絲單位長度的阻值為r求出電阻絲的長度，然后除以2即為故障處與A端的距離．