Question

（2008?南通一模）你見過戴著面罩或墨鏡的工人進(jìn)行電焊作業(yè)嗎？電焊是利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生高溫，將焊條熔化，從而使兩金屬部件焊接在一起．電焊機(jī)工作時有很大電流，但不會連續(xù)工作，所以導(dǎo)線中會產(chǎn)生迅速變化、時斷時續(xù)的電流．
（1）電焊機(jī)輸出電壓40V、輸出功率2000W，某種橡皮絕緣銅芯導(dǎo)線在常溫下安全載流量（長時間通電時的最大安全電流）如下表，從安全角度考慮，計算說明應(yīng)選擇哪種導(dǎo)線作為電焊機(jī)的輸出導(dǎo)線？

導(dǎo)線規(guī)格
導(dǎo)線橫截面積S/mm2	2.5	4	6	10
安全載流量I/A	28	37	47	68

（2）焊條熔點為1100℃，比熱容為0.4×10³J/（kg?℃）．假設(shè)電流放出的熱量全部被焊條吸收并使焊條升溫，電焊機(jī)工作4S，可使一根質(zhì)量為20g的焊條全部熔化嗎？
（3）電焊機(jī)工作時會不會產(chǎn)生電磁波，為什么？
（4）電焊機(jī)工作時會對周圍的居民或行人的生活造成一定的影響，請指出其中的兩點．

Answer 1

分析：（1）知道電焊機(jī)的輸出電壓和輸出功率，利用P=UI求電焊機(jī)的工作電流；
（2）電流通過電焊機(jī)做功，消耗電能全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用Q=W=Pt求電流做功4s放出的熱量，這些熱量被焊條吸收，又知道焊條的質(zhì)量、比熱容和焊條的初溫，利用吸熱公式求焊條的末溫，判斷是否熔化；
（3）電磁波是由于電流的迅速變化產(chǎn)生的，故從該角度分析電焊機(jī)工作時的情況即可判斷是否有電磁波的產(chǎn)生．
（4）從電焊機(jī)工作時發(fā)出強(qiáng)光、電磁波、電路中有強(qiáng)電流等方面進(jìn)行分析．

解答：解：（1）電焊機(jī)工作時電流：
I=

P

U

=

2000W

40V

=50A，
由表可知，應(yīng)選橫截面積為10mm²的導(dǎo)線；
答：應(yīng)選橫截面積為10mm²的導(dǎo)線．
（2）電焊機(jī)工作4s產(chǎn)生的熱量為：
Q=W=Pt=2000W×4s=8000J，
∵Q=cm△t，
可使焊條升高的溫度為：
△t=

Q

cm

=

8000J

0.4×103J/(kg?℃)×20×10-3kg

=1000℃，
∵氣溫（初溫）不會高于100℃，所以焊條的末溫低于1100℃，
∴焊條不會全部熔化；
答：電焊機(jī)工作4s，不能使一根質(zhì)量為20g的焊條全部熔化．
（3）電焊機(jī)工作時有很大電流，但不會連續(xù)工作，所以導(dǎo)線中會產(chǎn)生迅速變化、時斷時續(xù)的電流，故其工作時是能夠產(chǎn)生電磁波的．
答：電焊機(jī)工作時能產(chǎn)生電磁波，因為其在工作時有變化的電流．
（4）電焊機(jī)工作時會對周圍的居民或行人的生活的影響：
①電焊機(jī)工作時有強(qiáng)光，會造成光污染；
②電焊機(jī)工作時會產(chǎn)生電磁波，被電視機(jī)等用電器接收，影響家用電器的正常工作．

點評：本題考查了學(xué)生對吸熱公式、電功率公式的掌握和運用，涉及到保險絲的選擇、電焊機(jī)工作時對環(huán)境的影響，反應(yīng)物理與生活的密切聯(lián)系，體現(xiàn)了“學(xué)是為了用”的教學(xué)思想．