Question

你见过戴着面罩或墨镜的工人进行电焊作业吗？电焊是利用电流的热效应产生高温，将焊条熔化，从而使两金属部件焊接在一起．电焊机工作时有很大电流，但不会连续工作，所以导线中会产生迅速变化、时断时续的电流．
（1）电焊机输出电压40V、输出功率2000W，某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表，从安全角度考虑，计算说明应选择哪种导线作为电焊机的输出导线？

导    线    规    格
导线横截面积S（mm2）	2.5	4	6	10
安全载流量I（A）	28	37	47	68

（2）焊条熔点为1100℃，比热容为0.4×10³J/（kg?℃）．假设电流放出的热量全部被焊条吸收并使焊条升温，电焊机工作4s，可使一根质量为20g的焊条全部熔化吗？
（3）电焊机工作时会对周围的居民或行人的生活造成一定的影响，请指出其中的两点．

Answer 1

分析：（1）知道电焊机的输出电压和输出功率，利用P=UI求电焊机的工作电流；
（2）电流通过电焊机做功，消耗电能全转化为内能，利用Q=W=Pt求电流做功4s放出的热量，这些热量被焊条吸收，又知道焊条的质量、比热容和焊条的初温，利用吸热公式求焊条的末温，判断是否熔化；
（3）从电焊机工作时发出强光、电磁波、电路中有强电流等方面进行分析．

解答：解：（1）电焊机工作时电流：
I=

P

U

=

2000W

40V

=50A，
由表可知，应选横截面积为10mm²的导线；
答：应选横截面积为10mm²的导线．
（2）电焊机工作4s产生的热量为：
Q=W=Pt=2000W×4s=8000J，
∵Q=cm△t，
可使焊条升高的温度为：
△t=

Q

cm

=

8000J

0.4×103J/(kg?℃)×20×10-3kg

=1000℃，
∵气温（初温）不会高于100℃，所以焊条的末温低于1100℃，
∴焊条不会全部熔化；
答：电焊机工作4s，不能使一根质量为20g的焊条全部熔化．
（3）电焊机工作时会对周围的居民或行人的生活的影响：
①电焊机工作时有强光，会造成光污染；
②电焊机工作时会产生电磁波，被电视机等用电器接收，影响家用电器的正常工作．

点评：本题考查了学生对吸热公式、电功率公式的掌握和运用，涉及到保险丝的选择、电焊机工作时对环境的影响，反应物理与生活的密切联系，体现了“学是为了用”的教学思想，有意义！