Question

3．人們利用發(fā)電機(jī)把天然存在的各種形式的能轉(zhuǎn)化為電能．為合理地利用這些能源，發(fā)電站要修建在靠近這些天然資源的地方，但是用電的地方往往很遠(yuǎn)，因此需要輸送線路把電能輸送到遠(yuǎn)方．為了將甲地的電能輸送到乙地，在甲、乙兩地間架設(shè)了兩根等長(zhǎng)的輸電線，兩根輸電線的總長(zhǎng)度為l，且單位長(zhǎng)度輸電線的電阻為r．已知位于甲地的兩根輸電線間的電壓為U，輸送電能的功率為P，則通過輸電線的電流等于$\frac{P}{U}$．該輸電線路輸送電能的效率為1-$\frac{lr}{{U}^{2}}$P．在實(shí)際傳輸電能的過程中高壓（選填“高壓”或“低壓”）方式輸電是為了減小輸電線中的電流，達(dá)到減少電能在輸送線路上的損失．

Answer 1

分析 （1）由功率公式P=UI變形可求得通過輸電線的電流，因?qū)Ь�上消耗電能，則用戶實(shí)際得到的功率小于輸送功率，則用戶得到的實(shí)際功率與輸送功率的比值即為輸電線輸送電能的效率；
（2）輸電線有電阻，電流通過輸電線時(shí)就會(huì)發(fā)熱而產(chǎn)生熱量，為了減小電能的損失，可利用公式Q=I²Rt進(jìn)行分析．

解答 解：
（1）由P=UI得：
通過輸電線的電流I=$\frac{P}{U}$；
輸電線的總電阻R=lr，
則輸電線上消耗的功率P_損=I²R=（$\frac{P}{U}$）²×lr=$\frac{{P}^{2}lr}{{U}^{2}}$；
則用戶實(shí)際得到的電功率P_實(shí)=P-P_損=P-$\frac{{P}^{2}lr}{{U}^{2}}$；
則輸電線輸送電能的效率為：η=$\frac{{P}_{實(shí)}}{P}$=$\frac{P-\frac{{P}^{2}lr}{{U}^{2}}}{P}$=1-$\frac{lr}{{U}^{2}}$P；
（2）由焦耳定律Q=I²Rt可知：在R和t一定時(shí)，減小I，可以減小電能的損失，又由公式I=$\frac{P}{U}$可知，當(dāng)P一定時(shí)，要減小I，必需增大U．
故答案為：$\frac{P}{U}$；1-$\frac{lr}{{U}^{2}}$P；高壓；電流．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)歐姆定律、電功率公式、高壓輸電的原理的應(yīng)用、輸電線路的效率的計(jì)算等，所以綜合性題目．