Question

某同學(xué)對(duì)有故障的電熱毯進(jìn)行探究．圖1是電熱毯的電路示意圖，其中電熱線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)金屬接線(xiàn)片連接．圖2為測(cè)試電路實(shí)物圖，A、B為測(cè)試表筆，電壓表內(nèi)阻很大，可視為理想電表．

①請(qǐng)?jiān)诖痤}卡虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出與圖2對(duì)應(yīng)的電路圖．
②斷開(kāi)K₁，用上述測(cè)試電路在1和1′之間檢測(cè)得知電熱線(xiàn)無(wú)故障，然后測(cè)得電熱線(xiàn)的U-I曲線(xiàn)如圖3所示．已知電熱線(xiàn)材料的電阻率為2.8×10^-7Ω?m，電熱線(xiàn)的直徑為0.200mm．可求得此電熱線(xiàn)的電阻為

 

kΩ，總長(zhǎng)度為

 

m．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
③為了進(jìn)一步檢查故障，該同學(xué)閉合開(kāi)關(guān)K₁和K₂，用表筆A和B分別對(duì)圖1中所示的各點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，部分測(cè)試結(jié)果如下表所示．由此測(cè)試結(jié)果可判斷出電路有斷路，位置在

 

之間（在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中選填一項(xiàng)）．

測(cè)試點(diǎn)		3和3′	1和1′	1和3	1和2′	2′和3′
電表指針有無(wú)偏轉(zhuǎn)	電壓表	有	有	無(wú)	有	無(wú)
	電流表	無(wú)	有	有	無(wú)	有

Answer 1

分析：①先將電壓表去除，原因是并聯(lián)；再分析滑動(dòng)變阻器，是分壓還是限流；最后畫(huà)出電路圖，并加入電壓表．
②通過(guò)U與I圖象，則斜率表示電阻，即R=

U

I

，再由R=ρ

L

S

可求得總長(zhǎng)度為L=

RS

ρ

．
③對(duì)于電流表來(lái)說(shuō)，無(wú)故障則有讀數(shù)；對(duì)于電壓表來(lái)說(shuō)，無(wú)故障，則無(wú)讀數(shù)．

解答：解：①分析得出滑動(dòng)變阻器是分壓式，同時(shí)將電壓表去掉，畫(huà)出簡(jiǎn)易的電路圖后，再將電壓表并聯(lián)接入，故電路圖如右；
②通過(guò)U與I圖象，則斜率表示電阻，即R=

U

I

=

2

3.5×10-3

Ω=0.57KΩ，
再由R=ρ

L

S

可求得總長(zhǎng)度為L=

RS

ρ

=

570×π×( 0.2×10-3 2 )2

2.8×10-7

m=64m．
③當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)K₁和K₂，用表筆A和B分別對(duì)圖1中所示的各點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，2′與3′之間無(wú)電壓有電流，而1與2′之間無(wú)電流有電壓，所以故障在1′與2′之間．
故答案為：①如右圖所示；②0.57（0.56～0.58）64（63～65）③1′和2′

點(diǎn)評(píng)：考查根據(jù)實(shí)物圖如何畫(huà)出電路圖，技巧暫時(shí)去除電壓表，并確定幾個(gè)回路；同時(shí)考查歐姆定律與焦耳定律，最后學(xué)會(huì)故障的分析，緊扣故障處有電壓無(wú)電流．