Question

16．我国现阶段社会发展突飞猛进，综合国力增强，社会和家庭的用电量迅猛增加，这就给我国的输电线路提出了更高的要求．大家都知道，输电使用的金属导线有电阻，也会有电能损失，即Q_损=I²Rt，或也称为损失功率，即P_损=I ²R．在输送电功率，即P_输=U I 不变的情况下，现在输电线路较长，为避免电能的损失，都采取高压输电的方法．输电电压U=110KV，即11万伏特的电压．我国各大发电站发出的都是三相电，即传输时是三条主线，请注意观察如图所示的输电线路场景图片．通过你所学习的知识，回答下列问题：
（1）为减少输电线路上的损失功率，应采取的办法是减小电流、减小电阻；
（2）请你说出采取高压输电的原理是升高电压，减小电流，可以减小电能的损失；
（3）从图片中可以看到，输电线路的三条主线中的一组导线中有金属支架相连，就是三相电中的一相电．传输一相电有的是用4根电线，有的是用6根电线，这样做的目的是增大了导线的横截面积，从而使输电导线电阻变小，输电损失的电能减小．

Answer 1

分析 （1）远距离输电过程中，电能耗损主要是由于电流的热效应而造成的；根据功率公式P=I²R分析减小远距离输电电能损失的措施．
（2）根据P=UI可知，电功率一定时，电压越高，线路中的电流就越小，由Q=I²Rt可得，电阻和通电时间一定时，电流越小，电流通过导线产生的热量越小．
（3）将多根导线并列的连接在一起等效成一根导线，相对于其中的任何一根导线，从外形上看，很容易得出其横截面积的变化；根据电阻定律，分析导体的横截面积与电阻的关系，从而可以确定横截面积的变化造成导体的电阻如何变化．能导电的物体是导体．

解答 解：
（1）在输电电流I_输一定的情况下，由公式P_输=I_输²R知，输电导线电阻R越小，输电功率损失越小；在输电导线电阻R一定的情况下，由P_输=I_输²R知，输电电流I_输越小，功率P_输损失越小，故要减少输电线路上的损失功率，应采取的办法是减小导线中的电流、减小导线的电阻．
（2）在输送电功率不变的情况下，电压越高，线路中的电流越小，由焦耳定律Q=I²Rt可知，高压输电能减少线路上电能的损失．
（3）在导线材料与长度一定的情况下，导线的横截面积越大，导线电阻越小，导线电阻变小，可以减少输电线上电能的损失，把多根导线固定在一起，多根导线并联，增大了导线的横截面积，从而使输电导线电阻变小，输电损失的电能减小．
故答案为：（1）减小电流；减小电阻；（2）升高电压，减小电流，可以减小电能的损失；
（3）增大了导线的横截面积，从而使输电导线电阻变小，输电损失的电能减小．

点评 本题考查减小输电线路电功率损失的方法，此题与我们的日常生活联系比较紧密；用高压输电不仅可以减少线路中电能的损耗，同时降低热损耗和材料成本，都是在输电过程中节约了能源，这是一种非常有效的做法．