Question

【題目】如圖所示的是滑線式電橋，均勻電阻絲ADC長(zhǎng)，電阻率，橫截面積．電橋平衡時(shí)，AD間電阻絲長(zhǎng)，，電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，R接入電路的電阻值為1．00Ω．

(1)求電阻的阻值．

(2)估計(jì)當(dāng)滑片D滑至時(shí)（其余條件不變）干路上的電流．

(3)若在滑片D由A向C移動(dòng)時(shí)，在a點(diǎn)附近，電流表指針突然從某一值跳躍性反向偏轉(zhuǎn)為另一值．試分析引起這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因．

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)原因見(jiàn)解析

【解析】

(1)由電橋平衡條件得

．

(2)首先估計(jì)時(shí)，A、C間的總電阻．設(shè)AD段電阻為，DC段電阻為．橋路BD斷開(kāi)時(shí)電阻，橋路BD短路時(shí)電阻，則

，

．

因上述兩種情況下電橋不平衡，，故．這表明之值應(yīng)滿足．由題設(shè)知

將、分別代入、式中，有

，，

則由代入數(shù)據(jù)得

．

(3)電流表指針偏轉(zhuǎn)不正常（但有偏轉(zhuǎn)）不可能由BD斷路引起．實(shí)際上，電橋結(jié)構(gòu)確定了故障一般不可能是短路．這就說(shuō)明了故障可能出自四個(gè)臂AD、DC、AB和BC斷路．/span>

當(dāng)AB斷路時(shí)（圖中c點(diǎn)），AC間電路結(jié)構(gòu)為橋BD與串聯(lián)，與DC臂并聯(lián)，再與AD臂串聯(lián)．當(dāng)滑片D由A滑向C時(shí)，D點(diǎn)電勢(shì)沿電流方向不斷降低，DC間電壓一直減小，電流表指針將一直沿讀數(shù)減小的方向偏轉(zhuǎn)，這與題設(shè)狀態(tài)不符，所以不可能是AB臂斷路．通過(guò)類(lèi)似的分析可判斷出故障不會(huì)是BC臂或AD臂斷路，或AB臂、BC臂同時(shí)斷路，或AB臂、AD臂同時(shí)斷路和AB臂、DC臂同時(shí)斷路，而有可能是DC斷路．

由于電流表指針的跳躍發(fā)生在a點(diǎn)附近，則斷路點(diǎn)極有可能是a點(diǎn)．當(dāng)D在a點(diǎn)之左時(shí)，A、C間電路結(jié)構(gòu)是電流表與AD串聯(lián)后與AB并聯(lián)，再與R，串聯(lián)，電流表上電流由D流向B．當(dāng)D在a點(diǎn)之右時(shí)，電流表與DC部分串聯(lián)后與R，并聯(lián)，再與AB臂串聯(lián)，此時(shí)電流表上電流由B流向D，故當(dāng)滑片由A向C移動(dòng)時(shí)，電流表中的電流會(huì)突然反向并出現(xiàn)題設(shè)現(xiàn)象，其故障原因是接點(diǎn)斷路．

注：估計(jì)電橋總電流值時(shí)，在實(shí)際中應(yīng)使干路電流不超過(guò)電路中允許的工作電流才有實(shí)際意義．對(duì)電橋故障的分析是利用排除并進(jìn)行逆向推理來(lái)完成的，一般由“沿電流方向電勢(shì)降低”這一特征進(jìn)行定性判斷，即可分析出故障原因．