Question

【題目】甲乙兩地相距40km，已知每1km 輸電線的電阻為0.2Ω，現輸電線在某處發生了短路，為確定短路位置，檢修員在甲地把電壓表、電流表、電源、開關和甲地輸電線的兩端接成“伏安法測電阻”的電路進行測量．

（1）請你用筆畫線代替導線，把如圖所示的實物圖連接起來（導線不許交叉）．

（___________）

（2）測量時，電表的示數如圖所示，則導線的總電阻大致為_________Ω，則短路位置離甲地的距離為_________km，由于導線有電阻，輸送電能時輸電線要產生熱量，這就要考慮如何減少產生的熱量，_________是解決這個問題的理論依據．

（3）檢修人員為了減小測量誤差想用三節干電池串聯再做一遍實驗，請利用數據說明此時電流表應該用0～0.6A量程還是0～3A的量程．_____________．

Answer 1

【答案】 10 25 焦耳定律 0～0.6A量程

【解析】

(1)只要測出導線電阻的大小就可測出導線的長度，導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線兩端的電壓和通過的電流，電壓表并聯在導線兩端，電流表串聯在電路中即可測出導線兩端的電壓和通過的電流，從而判斷出故障點距甲地的距離；

(2)根據電流表和電壓表的量程和分度值讀出電流表和電壓表的示數；根據歐姆定律可求出導線的總電阻，已知1km導線的電阻值，然后讓總電阻除以一千米導線的電阻即可求出導線的長度，從而確定出短路的地點離甲地的距離；焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉化為熱能的定律；

(3)三節干電池串聯電壓為4.5V，根據可大致算出此時電路中的電流，據此選擇電流表量程．

(1)[1]測出導線電阻的大小就可測出導線的長度，導線的長度是兩地的距離的2倍，則根據歐姆定律可知，需要將電壓表并聯在導線兩端，電流表串聯在電路中，實物圖連接如圖：

(2)[2]由圖乙知，電流表的量程為00.6A，分度值為0.02A，電流表示數I=0.24A，電壓表的量程為03V，分度值為0.1V，示數為U=2.4V；由可得，導線電阻：

，

[3]導線長度：

，

則短路位置到甲地的距離：

；

[4]焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉化為熱能的定律，所以在輸送電能時要運用焦耳定律來減少產生的熱量，降低電能損耗；

(3)[5]三節干電池串聯電壓為4.5V，根據可知，此時電路中的電流為：

，

考慮到誤差情況，電流表選用0～0.6A量程時仍有0.15A的安全范圍．