在远距离输电中当用电器功率增大时各物理量的变化分析

张敏 吴春晓

摘 要：远距离输电是高中物理电学中的一个重点，而相关物理量之间相互联系、相互影响，故也为难点。本文重点分析在远距离输电过程中，当用电器功率增加时，相关物理量的变化情况。经讨论发现，只有当远距离输电中线电阻较小时，高中很多相关结论才成立。

关键词：远距离输电；理想变压器；用电器功率增大

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）8-0051-3

1 问题阐述

远距离输电的特点是在输送电能的过程中，将能耗降到最低。电能由发电站经由升压变压器升压，由输电线传输至降压变压器降压之后再供用户使用，其中两个变压器均为理想变压器。两个变压器中各个物理量之间的基本关系，以及输电过程中的电压损耗和功率损耗都已有详细的探讨[1-3]，这里不再赘述。同时，也曾有将远距离输电模拟成学生实验，让学生更加直观地理解采用远距离输电方式[4]的原因的研究。但是，当用电器功率增加时，在发电机电压恒定的情况下，远距离输电涉及的各个物理量究竟如何变化却没有明确而全面的讨论。

4 结 论

高中物理中的一些结论，比如“输出功率决定输入功率，当输出功率增大时，输入功率也增大，反之亦然[5]”，再如“采用高压输电后，输电线上的电流会减小”都需要在一定的条件（远距离输电的输电线电阻较小）下才成立[6]。也就是高中物理常见的二级结论都是建立在远距离输电的输电线电阻较小的情况下的（本文讨论的情况一）。但是，随着距离的增加，输电线的长度加长，电线的电阻很有可能超过临界值，而造成部分二级结论不适用。

这种成立范围有限的二级结论出现的原因是：在分析问题的过程中，没有抓住最根本的关系，没有梳理清变量和不变量。有时教师没有亲力亲为推导问题，导致这样的二级结论一直沿用至今。所以，在之后的物理教学中，我们需要保持怀疑的态度，对于自己所讲授的每一个结论都用心论证。

参考文献：

[1]岳陈艳.如何快速求解远距离输电问题[J].新课程·中学， 2013（9）：40.

[2]张玉成，尚志远.处理远距离输电问题的“锦囊妙计”[J]. 物理教学探讨， 2010， 28（10）：38—45.

[3]刘华.远距离输电问题[J].青春岁月，2012（2）：188—189.

[4]夏志伟.远距离输电的模拟演示[J]. 物理教学探讨， 2011，29（11）：73.

[5]袁振卓.远距离输电中的“一、二、三”[J].数理化学习：高一二版， 2011（7）：42—44.

[6]杨培军， 王鹏. 高压输电电流一定减小吗——一道2014年高考福建卷试题解析感悟[J].物理通报，2015（3）：103—105.