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

如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图，小谦同学实际探究时，在电路上连接了一个滑动变阻器，实验记录如下表：

实验序号	磁场方向	$ab$ 中电流方向	$ab$ 运动方向
1	向下	无电流	静止不动
2	向下	由 $a$ 向 $b$	向左运动
3	向上	由 $a$ 向 $b$	向右运动
4	向下	由 $b$ 向 $a$	向右运动

（1）用笔画线代替导线，在乙图中将变阻器正确连入电路，小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是　　。

（2）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与　　有关，比较实验　　，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。

（3）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是　　。

（4）小谦想在甲图的基础上对实验进行改造，来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他要把图甲中的电源换成图丙中的　　。

如图所示，测量物体在水平面上运动时，受到的动摩擦力的大小。

（1）测量时，要用弹簧测力计拉着物体在水平面上做　　运动。

（2）读出图丙中弹簧测力计的示数，可测出此次实验滑动摩擦力的大小是　　 $N$ 。

（3）比较甲、乙、丙三图测量结果，得到的结论是：在其他条件相同的情况下，　　越大，滑动摩擦力越大。

在图中画出绳子对小车的拉力 $F$ 的示意图

某学校建了一个植物园，园内有一个温室大棚，大棚内设计了模拟日光和自动调温系统，对大棚进行照明、保温和加热。冬季白天有日光的时候，灯泡不亮；白天开启该系统的保温功能，晚上开启该系统的加热功能。大棚照明调温功能的原理电路图如图所示。已知电源电压恒为 $220 V$ ， $R_{1}$ 和 $R_{2}$ 是两个电热丝（不考虑温度对电阻的影响），保温时 $R_{1}$ 与 $R_{2}$ 的电功率之比为 $1 : 3$ ， $R_{2} = 30 Ω$ ， $L$ 是标有“ $220 V$ ， $100 W$ ”的灯泡。请解答下列问题：

（1）灯泡正常工作时的电阻多大？

（2）开启加热功能时开关 $S_{2}$ 处于　　（选填“断开”或“闭合” $)$ 状态。

（3）若每天保温状态和加热状态各连续工作 $10 h$ ，一天中电热丝放出的热量完全由该植物园自产的沼气提供，其热效率为 $50 %$ ，则每天需要完全燃烧多少立方米的沼气？（已知热值 $q_{沼气} = 1.8 \times 10^{7} J / m^{3})$

“节能减排，低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放。李明同学坚持骑自行车上下学，他的质量为 $50 kg$ ，所骑自行车质量为 $15 kg$ 。 $(g = 10 N / kg)$ 求：

（1）若他在平直公路上 $5 \min$ 内匀速行驶了 $1500 m$ ，则这段时间他骑行的速度是多大？

（2）若他骑行时的牵引力恒为 $60 N$ ，则他骑行这 $5 \min$ 内克服阻力做了多少功？

（3）若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为 $25 c m^{2}$ ，则他骑行时自行车对地面的压强为多少？