在遠(yuǎn)距離輸電中當(dāng)用電器功率增大時(shí)各物理量的變化分析

張敏 吳春曉

摘 要：遠(yuǎn)距離輸電是高中物理電學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)，而相關(guān)物理量之間相互聯(lián)系、相互影響，故也為難點(diǎn)。本文重點(diǎn)分析在遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中，當(dāng)用電器功率增加時(shí)，相關(guān)物理量的變化情況。經(jīng)討論發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)遠(yuǎn)距離輸電中線(xiàn)電阻較小時(shí)，高中很多相關(guān)結(jié)論才成立。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)距離輸電；理想變壓器；用電器功率增大

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）8-0051-3

1 問(wèn)題闡述

遠(yuǎn)距離輸電的特點(diǎn)是在輸送電能的過(guò)程中，將能耗降到最低。電能由發(fā)電站經(jīng)由升壓變壓器升壓，由輸電線(xiàn)傳輸至降壓變壓器降壓之后再供用戶(hù)使用，其中兩個(gè)變壓器均為理想變壓器。兩個(gè)變壓器中各個(gè)物理量之間的基本關(guān)系，以及輸電過(guò)程中的電壓損耗和功率損耗都已有詳細(xì)的探討[1-3]，這里不再贅述。同時(shí)，也曾有將遠(yuǎn)距離輸電模擬成學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更加直觀(guān)地理解采用遠(yuǎn)距離輸電方式[4]的原因的研究。但是，當(dāng)用電器功率增加時(shí)，在發(fā)電機(jī)電壓恒定的情況下，遠(yuǎn)距離輸電涉及的各個(gè)物理量究竟如何變化卻沒(méi)有明確而全面的討論。

4 結(jié) 論

高中物理中的一些結(jié)論，比如“輸出功率決定輸入功率，當(dāng)輸出功率增大時(shí)，輸入功率也增大，反之亦然[5]”，再如“采用高壓輸電后，輸電線(xiàn)上的電流會(huì)減小”都需要在一定的條件（遠(yuǎn)距離輸電的輸電線(xiàn)電阻較?。┫虏懦闪6]。也就是高中物理常見(jiàn)的二級(jí)結(jié)論都是建立在遠(yuǎn)距離輸電的輸電線(xiàn)電阻較小的情況下的（本文討論的情況一）。但是，隨著距離的增加，輸電線(xiàn)的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，電線(xiàn)的電阻很有可能超過(guò)臨界值，而造成部分二級(jí)結(jié)論不適用。

這種成立范圍有限的二級(jí)結(jié)論出現(xiàn)的原因是：在分析問(wèn)題的過(guò)程中，沒(méi)有抓住最根本的關(guān)系，沒(méi)有梳理清變量和不變量。有時(shí)教師沒(méi)有親力親為推導(dǎo)問(wèn)題，導(dǎo)致這樣的二級(jí)結(jié)論一直沿用至今。所以，在之后的物理教學(xué)中，我們需要保持懷疑的態(tài)度，對(duì)于自己所講授的每一個(gè)結(jié)論都用心論證。

參考文獻(xiàn)：

[1]岳陳艷.如何快速求解遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題[J].新課程·中學(xué)， 2013（9）：40.

[2]張玉成，尚志遠(yuǎn).處理遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的“錦囊妙計(jì)”[J]. 物理教學(xué)探討， 2010， 28（10）：38—45.

[3]劉華.遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題[J].青春歲月，2012（2）：188—189.

[4]夏志偉.遠(yuǎn)距離輸電的模擬演示[J]. 物理教學(xué)探討， 2011，29（11）：73.

[5]袁振卓.遠(yuǎn)距離輸電中的“一、二、三”[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)：高一二版， 2011（7）：42—44.

[6]楊培軍， 王鵬. 高壓輸電電流一定減小嗎——一道2014年高考福建卷試題解析感悟[J].物理通報(bào)，2015（3）：103—105.