Question

9．閱讀短文，回答問題：
                                                                          遠(yuǎn)距離輸電
發(fā)電廠往往建在能源豐富的地方，電能由發(fā)電機(jī)發(fā)出，會沿著導(dǎo)線輸送到幾百千米甚至幾千千米之外用電的地方．電流流過導(dǎo)線時(shí)，能量會有損失，主要損失是由電流的熱效應(yīng)引起的．為了減少輸送中電能的損失，由P=I²R可知，應(yīng)盡量減小導(dǎo)線的電阻，由于輸電距離不能改變，只能使導(dǎo)線粗一些，但導(dǎo)線過粗不但會消耗大量的金屬材料，而且給架線帶來困難，另一種辦法是減小導(dǎo)線中的電流，由P=UI可知，在輸送電功率不變的前提下，要減小電流，必須提高電壓，所以遠(yuǎn)距離輸電主要采取高壓輸電的方式來減少線路上的損失，如圖甲是電能輸送的示意圖．
高壓線和高壓帶電設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，所帶電壓常常是幾千伏，幾萬伏甚至是幾十萬伏，在人體離它們較近時(shí)，高壓線或高壓設(shè)備所帶的高電壓，有可能擊穿它們與人體之間的空氣，發(fā)生放電現(xiàn)象，在電流通過人體時(shí)，造成電燒傷，甚至死亡，這就是所謂的高壓電弧觸電．

（1）在變電站旁常常立有如圖1乙所示的警示牌，這樣做的目的主要是提醒人們不能靠近高壓帶電體，從而避免發(fā)生高壓電弧觸電．
（2）如圖1所示是高壓輸電線上的一個(gè)金屬支架，通過它的四根導(dǎo)線并聯(lián)起來作為一根輸電線使用，可以減小導(dǎo)線的電阻從而減少了高壓輸電線上的電能損失．
（3）關(guān)于距離輸電，下列表述錯(cuò)誤的是D
A．在輸送功率不變時(shí)，提高輸電電壓會增大輸電電流，從而增大輸電損失
B．在輸送功率不變時(shí)，提高輸電電壓可以減小輸電線電阻，從而減小輸電損失
C．在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小
D．若能研制出常溫下的超導(dǎo)體，用它制作遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線，將不需要高壓輸電方式
（4）如果用220V和11kV兩種電壓來輸電，設(shè)備送的電功率，輸電線上的功率損失、導(dǎo)線的長度和材料都相同，已知輸電線電阻與橫截面積反比，則所用輸電線的橫截面積之比是2500：1．
（5）如圖2為位于某電網(wǎng)線路上相距幾十千米的甲、乙兩地之間輸電線和處于乙地的熔冰裝置示意圖，它接上電流后幾十千米電線上的冰雪會融化，從而避免電網(wǎng)被冰雪壓斷，熔冰裝置上的“+”、“-”是兩個(gè)接線端子，若要對甲、乙兩地之間的“1”和“3”兩根輸電線同時(shí)熔冰，請你在圖中以筆畫線代替導(dǎo)線，進(jìn)行切實(shí)可行的連接，實(shí)現(xiàn)熔冰（進(jìn)行熔冰時(shí)交流電已切斷）

Answer 1

分析 （1）對于高壓帶電體，我們不僅不能接觸，也不能靠近；高壓觸電有兩種方式，是高壓電弧觸電和跨步電壓觸電；
（2）根據(jù)電阻定律，分析導(dǎo)體的橫截面積與電阻的關(guān)系，從而可以確定橫截面積的變化造成導(dǎo)體的電阻如何變化；
（3）輸電線上損失的功率P_損=I²R，跟輸電線上的電流及輸電線上的電阻有關(guān)，輸電線上的電流I=$\frac{P}{U}$；
（4）根據(jù)P=UI得出輸電電流比，再根據(jù)P_損=I²R得出輸電線的電阻之比，在導(dǎo)線的長度和材料都相同時(shí)，電阻與橫截面積成反比；
（5）要使2和3兩根輸電線同時(shí)熔冰，應(yīng)將兩導(dǎo)線串聯(lián)，接在電源兩端．

解答 解：（1）如圖所示的警示牌，主要是提醒人們不能靠近高壓帶電體，從而避免發(fā)生高壓電弧觸電；
（2）在導(dǎo)線材料與長度一定的情況下，導(dǎo)線的橫截面積越大，導(dǎo)線電阻越小，導(dǎo)線電阻變小，可以減少輸電線上電能的損失，圖示裝置是導(dǎo)體，它把四根導(dǎo)線固定在一起，四根導(dǎo)線并聯(lián)，增大了導(dǎo)線的橫截面積，從而使輸電導(dǎo)線電阻變小，輸電損失的電能減��；
（3）A、在輸送功率不變時(shí)，提高輸電電壓，輸電線的電流I=$\frac{P}{U}$變小，故A錯(cuò)誤；
B、輸電線的電阻只與導(dǎo)線的材料、長度、橫截面積有關(guān)，與輸電壓的大小無關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C、在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電線的電流I=$\frac{P}{U}$越大，輸電線上損失的功率P_損=I²R越大，輸電過程中的電能損失越大，故C錯(cuò)誤；
D、在輸送功率不變時(shí)，提高輸電電壓，輸電線的電流I=$\frac{P}{U}$變小，輸電線上損失的功率P_損=I²R越小，輸電過程中的電能損失越��；若能研制出常溫下的超導(dǎo)體，用它制作遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線，導(dǎo)線沒有電阻，輸電過程中的電能沒有損失，故D正確；
（4）根據(jù)P=UI得，設(shè)備送的電功率相同，已知輸送電壓之比220V：11×10³V=1：50，則輸送電流之比50：1，根據(jù)P_損=I²R得出，輸電線電阻之比為1：2500，又因?yàn)樵趯?dǎo)線的長度和材料都相同時(shí)，電阻與橫截面積成反比，則所用輸電線的橫截面積之比是2500：1；
（5）要使1、3同時(shí)熔冰，則應(yīng)將1、3兩根導(dǎo)線串聯(lián)接在電源兩端，使兩導(dǎo)線同時(shí)發(fā)熱，故答案如圖所示：

故答案為：（1）高壓電弧；（2）減小導(dǎo)線的電阻；（3）D；（4）2500：1；（5）如上圖．

點(diǎn)評 本題考查高壓觸電、輸電線的功率、電阻、電流的有關(guān)物理知識在生活中的應(yīng)用，應(yīng)認(rèn)真審題，明確題目中的物理情景，合理選用物理規(guī)律求解．