Question

14．高溫超導限流器被公認為目前最好的且惟一行之有效的短路故障電流限制裝置，中國科學院電工研究所完成了一種具有自主知識產權的高溫超限流器樣機的研制工作，并于2005年初在湖南進行并網掛機實驗．超導限流器由超導部件和限流電阻并聯組成，如圖所示．超導部件有一個超導臨界電流I_C，當通過限流器的電流I＞I_C時，將造成超導體失超，從超導態（本題認為電阻為零）轉變為正常態（本題認為是一個純電阻）．以此來限制電力系統的故障電流．已知超導部件的正常電阻為R₁=3Ω，超導臨界電流I_C=1.2A，限流電阻R₂=6Ω，小燈泡L上標有“6V 6W”，電源電動源E=8V，內阻r=2Ω．原來電路正常工作，現L突然發生短路．則（　　）
①短路前通過R₁的電流為$\frac{2}{3}$A
②超導部件將由超導態轉為正常態
③短路后通過R₁的電流為2A
④短路后通過R₁的電流為$\frac{4}{3}$A．

• A． ①②
• B． ②③
• C． ②④
• D． ①③

Answer 1

分析 電路正常工作時，超導部件處于超導態，電阻為零，根據歐姆定律求出通過R₁的電流．L發生短路后，超導部件轉為正常態，與限流電阻并聯，由歐姆定律和串并聯電路的特點求出通過R₁的電流．

解答 解：①、短路前，燈泡與超導電阻串聯接入電路，因燈泡正常發光，則電路中電流為${I}_{L}^{\;}=\frac{P}{U}=\frac{6}{6}A=1A$，故①錯誤；
②、短路后，只有${R}_{2}^{\;}$接入電路，則電流為：$I=\frac{E}{{R}_{2}^{\;}+r}=\frac{8}{2+3}A=1.6A＞1.2A$，超過臨界電流，故超導體失超，轉化為正常態，故②正確；
③④、燈泡短路后兩個電阻并聯，電路中的電阻為$R′=\frac{{R}_{1}^{\;}{R}_{2}^{\;}}{{R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}}=\frac{3×6}{3+6}Ω=2Ω$，路端電壓$U=\frac{E}{R′+r}•R′=\frac{8}{2+2}×2=4V$，通過${R}_{1}^{\;}$的電流為I${I}_{1}^{\;}=\frac{U}{{R}_{1}^{\;}}=\frac{4}{3}A$，故③錯誤，④正確；
故選：C

點評 本題文字較長，要培養快速閱讀和快速提取信息的能力．此題關鍵抓住高溫超導限流器的限流功能進行分析．