若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的-优题课

若架设在两地之间的输电线发生了短路，如何方便快捷地确定短路的位置？

针对这一实际问题，某物理兴趣小组模拟真实情景，运用“建模”思想进行了研究：用两条足够长的电阻丝模拟输电线（每条电阻丝单位长度阻值为 $r)$ ，将导线连在电阻丝 $A$ 处模拟输电线短路，如图1甲所示。他们把一个电源（电压恒为 $U_{0})$ 、一个定值电阻（阻值为 $R_{0})$ 和一块电压表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1乙所示。检测时将盒外的两根导线分别与模拟输电线 $B$ 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。

请你解答如下问题：

（1）在图1乙所示的检测盒内画出元件连接情况的电路图；

（2）根据你设计的检测电路，推导出 $AB$ 间距离 $L$ 与电压表示数 $U$ 的关系式：

（3）进一步研究发现，当电压表的量程为 $0 ~ \frac{U_{0}}{2}$ 时，如果短路位置改变，需考虑测量值超电压表量程的可能。于是在检测盒中增加两个单刀双掷开关（符号 $)$ ，通过操作这两个开关来改变电压表的连接，完成检测。请在改进后的检测盒内画出元件连接情况的电路图（如图2所示）。

科目物理题型解答题难度较难

知识点：电流表、电压表在判断电路故障中的应用欧姆定律的应用

请用相关的两个物理知识解释如下场景：

潜水员深海作业时，他穿着抗压潜水服，用力向后划水，身体向前进。

西宁市近几年在多处建了湿地公园，局部空气的湿度和温度有了改善，为什么湿地能调节空气湿度和空气温度？

无人驾驶飞机简称"无人机"，中国近年来在无人机制造方面进展神速。无人机的飞行控制系统简称"飞控"。无人机悬停还是飞行、向哪个方向飞行、上升还是下降等飞行指令都由"飞控"下达。"飞控"主要由感知飞行姿态的陀螺仪（控制飞行姿态）、 $GPS$ 定位模块（与地面传递信息）超声波传感器（探测障碍物）、气压传感器（获取气压获知高度）等各种功能的传感器及控制电路组成。如图是我国制造的"翼龙"多用途无人机，该机表面采用的复合材料受力不易形变，飞机外形采用流线型设计，可携带各种侦察、测距、电子对抗设备及小型空对地打击武器，广泛应用于如灾情监视、军事活动等领域。

（1）请从短文描述中找出蕴含的物理知识。（至少二条，知识点不能重复）

举例：超声波传感器可探测无人机在飞行时遇到的障碍物，这是利用声波能够传递信息。

① 　　

② 　　

（2）经查阅资料获知，"翼龙"无人机机身质量 $1.1 t$ ，最大载荷质量 $200 kg$ 。当该机以最大载荷质量停在水平跑道上时，无人机轮胎与地面接触的总面积为 $0.05 m^{2}$ ．求此时无人机对水平跑道的压强。 $(g = 10 N / kg)$

（3）飞机利用超声波传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值 $R_{1}$ 与离地高度 $h$ 的关系如图甲所示，图乙是检测电路（电源电压不变），要使高度表（实质是电流表或电压表）示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应该选用　　（选填"电流表或电压表" $)$ ，应安装在　　（选填"1或2或3" $)$ 位置，判断依据是：　　。

小明家里电热水壶坏了，他在网上查到两种外形基本相同的电热水壶的铭牌如表所示：

品牌1		品牌2
产品型号：	$EL - 852$ 产品型号	产品型号：	$MK - 12 SO$
额定电压：	$220 V$	额定电压：	$220 V$
频率：	$50 HZ$	频率：	$50 HZ$
额定功率：	$1200 W$	额定功率：	$2000 W$
容量：	$1.5 L$	容量：	$1.5 L$

（1）用品牌2的电热水壶烧开一壶水用时6分钟，则电热水壶消耗了多少电能？

（2）小明认为"品牌1"这款电热水壶功率小，更省电。从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗？为什么？

电动自行车给人们出行带来了方便，但同时也造成了大量交通事故。某市为了减小交通事故率，要求电动自行车"净重不大于 $40 kg$ ，设计速度不大于 $20 km / h$ ，电动机额定连续输出功率应不大于 $240 W$ ，脚踏骑行功能能正常使用"。请你根据初中所学的物理知识解释：为什么要限定电动自行车的质量和速度？