Question

3．甲、乙兩地之間沿直線架設(shè)了兩條輸電線，輸電線的線芯用銅導(dǎo)線，是為了減少因電流的熱效應(yīng)而損失的電能，已知每條輸電線每千米的電阻為0.2Ω，現(xiàn)輸電線在某處發(fā)生了短路，為確定短路位置，檢修員在甲地將電流表接入如圖所示的電路，電壓表應(yīng)接在AB（選填“AB”或“CD”）兩點(diǎn)之間；若電壓表和電流表的示數(shù)分別為4V和0.5A，則短路位置離甲地20km．

Answer 1

分析 根據(jù)焦耳定律可知，當(dāng)電流通過(guò)電阻時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量，即電流的熱效應(yīng)；
知道電表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出導(dǎo)線的總電阻，又知道每千米導(dǎo)線的電阻值，可求導(dǎo)線的長(zhǎng)度，然后除以2即可求出短路位置離甲地的距離．

解答 解：因?yàn)閷?dǎo)線有電阻，因此由焦耳定律可知，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量，因此輸電線的線芯用銅導(dǎo)線，可以減小導(dǎo)線的電阻，進(jìn)一步減少因電流的熱效應(yīng)而損失的電能；
圖中CD為短路位置，若電壓表接在CD兩點(diǎn)之間，則電壓表也被短路，電壓表示數(shù)為0，不能確定短路的位置；要確定短路位置，需要測(cè)出AC、BD兩輸電線串聯(lián)的總電阻，電壓表應(yīng)測(cè)總電壓，所以電壓表應(yīng)接在AB兩點(diǎn)之間；
由I=$\frac{U}{R}$可得，導(dǎo)線電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{4V}{0.5A}$=8Ω，
則導(dǎo)線長(zhǎng)度：L=$\frac{8Ω}{0.2Ω/km}$=40km，
短路位置離甲地的距離：
s=$\frac{1}{2}$=$\frac{1}{2}$×40km=20km．
故答案為：熱；AB；20．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)電流的熱效應(yīng)、歐姆定律的掌握和運(yùn)用，知道出短路的地點(diǎn)離甲地的距離為導(dǎo)線總長(zhǎng)度的一半是本題的關(guān)鍵．