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题型:实验探究题 题类:模拟题 难易度:困难

四川省成都市青羊区2020年中考物理二模试卷

若假设在两地之间的输电线发生了短路,如何确定短路的位置?青羊区某学校物理兴趣小组分别进行下面的研究:

他们用AB、CD两根长均为L(L为75cm)的直电阻丝模拟输电线,将导线连在两根电阻丝之间某处模拟输电线短路,在电阻丝的右侧可以安装检测电路,电阻丝单位长度的阻值为r(每厘米的电阻为2Ω),如图甲所示。他们把一个电压为U电源(提供4V稳定电压)、一个定值电阻 (阻值为300Ω)、电阻箱R1(0-999.9Ω)和一块电压表(有两个量程分别0-3V和0-15V)及开关S一个用导线连接起来装入一个盒内,并引出两根导线到盒外,制成检测盒,如图乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线B、D端的两接线柱相连,从而构成检测电路。通过读取盒内电压表的示数、经过计算得知短路处到B端的距离。为了减小误差,电压表示数要不小于量程的三分之一(导线电阻忽略不计)。

(1)、电压表的量程应选取V;
(2)、当电阻箱调为0,电压表示数为3V时,短路处到B的距离m;
(3)、如果知短路位置改变,考虑测量值超电压表量程的可能。既要使电压表的示数不小于量程的三分之一,又要确保不超电压表量程,电阻箱R1的取值范围Ω;
(4)、如果电阻箱已经调到要求范围内的某阻值且读数为R1 , 推导出短路处到B端距离L1与电压表示数U0的关系式∶L1=(用r、U、U0、R1、R0表示)
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