师：上课！
生：起立！
师：同学们好！
生：老师好！
师：今天是我们点亮灯塔活动的最后一站。在之前的学习中，我们已经了解到如何利用发电机将其他形式的能量转化为电能，又学习了如何利用变压器把不合适的电压改变为我们所需要的值。以这些知识作为基础，今天我们一起来试一试，到底能不能点亮这座灯塔。今天在实验中，为了方便，我们用这一台学生电源来模拟发电站，为我们提供一定的稳定交变电流。现在，以现有的器材，发挥大家的想象力，能不能找到一个最简单的方法，让这座灯塔点亮？
生：直接连起来。
师：直接连起来？那我们试试看呗。请两位同学一起合作一下。（学生动手连接）注意要将导线连接在金属部位。
（学生接好后，灯塔被点亮）
师：接好之后发现灯塔可以被点亮。但是在现实中，想要点亮一座灯塔有这么简单吗？
生：没有。
师：会有什么样的困难呢？
生：距离太远了。
师：对。也就是我们知道，不论哪种形式的发电站，都会产生一定的污染，所以往往会被建在远离城市的地方。因此，用户通常离发电站非常非常遥远。这么远的距离，如果想要把电能成功传输，就得需要一条非常长的输电线路。老师今天给大家准备了这样一条长长的输电线。那么，有了这条长输电线，如果还是按照刚才的方式进行输电，这一次输电能否成功呢？我们一起来动手试一试，请同学们合作操作一下。
（学生再次动手尝试）
师：同学们发现这一次灯塔有没有被点亮？
生：并没有被点亮。
师：那是什么原因导致的呢？
生：任何金属都是有电阻的，所以在这条长长的输电线路中，就会有很大的损耗。因为电阻大，所以损耗大。因此用户得到的电能不够，灯塔就无法点亮。
师：同学们，今天我们一起来分析一下，为了能够实现远程输电，输电线路需要满足哪些要求呢？首先我们来思考一下，作为用户或者建设者，对输电线路有什么样的基本要求？大家思考一下，你来回答。
生：作为建设者，我觉得希望输电线路的造价便宜些，希望成本能尽量节省一点。
师：很好，请坐。那还有别的想法吗？作为用户呢？
生：我希望得到的电能稳定，不断电。
师：非常好，请坐。作为用户，希望在使用电能的时候，不要老是发生故障、经常断电，要稳定。这位男生，你有什么想法？
生：我们的电路一定要质量好，不容易损坏。
师：很好。我们建造的电路要尽可能质量好，尽可能减少故障率。同学们的想法都很棒。我们把刚刚同学们想到的这些点进行一个简单总结，想要建设出一条合格的输电线路，大致需要以上三个要求，也就是保质、可靠和经济。其中经济这一条，除了刚刚同学提到的希望造价节省以外，还有什么要求呢？电能消耗方面有什么要求？我们刚才发现，在输电过程中会损耗电能，为了尽可能经济，我们也要减少输电损耗。这就是我们今天这节课想要讨论的重点。接下来我们一起来想一想，在减少输电损耗的过程中，可以想出哪些有效的途径呢？首先，我们把刚刚的输电线路简化成这样一幅电路图，其中发电站输送的电压为U，输送功率为P，用户端得到的电压为U1'，得到的功率为P'。输电线的电阻，我们集中设定为一个定值电阻，即r线。输电线上损耗的电压和功率，用ΔU和ΔP来表示。由于整条回路是闭合回路，因此电流是恒定值，用I来表示。同学们一起分析一下，输电线上面的损耗电压和损耗功率，与发电站的电压及用户端的电压之间有什么样的关系呢？这位女生，你来讨论一下。
生：ΔU应该等于U减去U1'，ΔP应该等于P减去P'。
师：很好，请坐。我们已经得到了这三个电压和功率之间的关系。再深入分析一下，这两个损耗值与电路上的电阻以及电流又有什么样的关系呢？同学们曾经学过欧姆定律，知道电流与功率和电压都有一定关系。所以我们可以知道，在输电线路上，电压U应该等于I乘以r线。因此，我们可以得到，输电线上的电压损耗及功率损耗，应该也满足这样的关系。同学们一起来观察这两个表达式，从这样的数量关系上，可以得到通过什么样的途径可以降低电能损耗呢？有几个途径？
生：两个途径。
师：有没有同学告诉我是哪两个途径？你来。
生：减小电阻和减小电流。
师：我们可以减小电路上的电阻以及电流，请坐。已经找到了相关途径，但是具体有哪些措施可以达到这样的效果呢？我们再一起深入分析一下。首先，从减少输电线线路上的电阻入手。同学们知道输电线的电阻和什么有关？
生：材料、长度、横截面积。
师：有谁能告诉我们，学过什么公式可以进行计算？这位男生，你来说一下。
生：r = ρ乘以l除以S。
师：很好，请坐。这个公式就是我们曾经学过的电阻的决定式。通过这个表达式，我们发现有三个物理量都会影响电阻的大小。那我们就从这三个方面入手，讨论一下这些举措对降损是否有效果。首先看第一个方面，减少电阻率，这个方案可行吗？
生：可行。
师：可行，那具体可以怎么操作呢？你来说。
生：更换电阻率小的材料。
师：更换电阻率比较小的材料。请问你知道线下常见的电线是用什么做的吗？
生：铜还有铝。
师：对，是铜和铝之类的。我记得我们学电阻率的时候，了解过有一种金属，它的电阻率更小，还记得是什么吗？
生：银。
师：是银。那为什么我们的输电线不用银来做呢？
生：太贵了。
师：这与我们一开始提到的经济这一条要求不相符。所以，通过减小电阻率来降低电阻，有一定操作性，但效果有限。紧接着来看第二个方面，增大横截面积，这个措施可以达到减损的效果吗？
生：可以。
师：可以，那可行性呢？我们来分析一下。同学们觉得增加电阻的横截面积，在操作的时候有没有什么不足之处？你来回答。
生：当导线横截面积很大的时候，导线就会变得很粗很重，架设就会有点困难。
师：对，很好，请坐。同学们线下能观察到外面的高压输电线确实很粗，它整体的结构大概如图所示，是用多股线咬合而成的，确实有效增大了横截面积。但是我们能看到，输电线并没有架设得非常粗。原因就像同学刚刚说到的，如果输电线过粗，就会导致质量过重，架设困难，与此同时，安全性也会有一定影响。这是第二方面。第三方面，关于减小输电长度，可以做到吗？
生：不行。
师：为什么不可行？具体说说原因。
生：因为发电站和用户端的距离是固定的，为了给用户供电，才建的发电厂，不能随意改变距离。
师：很好，请坐。同学提到了，一般用户群体到发电站之间的距离是固定的，我们不可能为了减少损耗，而让用户围绕着发电站居住，这样不可行。好，关于电阻的三个方面我们已经分析完了。紧接着再一起来看一下，在减少输电电流方面，有没有操作空间呢？首先我们先想一下，输电线上的电流与什么有关？