题目内容
在工业生产中工人经常会进行电焊操作，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，计算说明应选择哪个编号的导线作为电焊机的输出导线．
| 导线编号 | A | B | C | D |
| 导线横截面积S/mm2 | 2.5 | 4 | 6 | 10 |
| 安全载流量I/A | 28 | 37 | 47 | 68 |
【答案】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80%被焊条吸收，求出焊条吸收的热量；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．
解答：解：（1）电焊机工作时电流：
=
=50A，
由表可知，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放=W=Pt=2000W×5s=10000J，
由题知，Q吸=Q放×80%=10000J×80%=8000J，
∵Q吸=cm△t，
可使焊条升高的温度为：
△t=
=
=1000℃，
∵t=20℃，所以焊条的末温t=t+△t=1000℃+20℃=1020℃＜1100℃，
∴焊条不会全部熔化．
答：（1）应选横截面积为10mm2的导线；
（2）电焊机工作4s，不能使一根质量为20g的焊条全部熔化．
点评：本题为电学和热学的综合计算题，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，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！
（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80%被焊条吸收，求出焊条吸收的热量；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．
解答：解：（1）电焊机工作时电流：
==50A，由表可知，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放=W=Pt=2000W×5s=10000J，
由题知，Q吸=Q放×80%=10000J×80%=8000J，
∵Q吸=cm△t，
可使焊条升高的温度为：
△t=
==1000℃，∵t=20℃，所以焊条的末温t=t+△t=1000℃+20℃=1020℃＜1100℃，
∴焊条不会全部熔化．
答：（1）应选横截面积为10mm2的导线；
（2）电焊机工作4s，不能使一根质量为20g的焊条全部熔化．
点评：本题为电学和热学的综合计算题，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，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！
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（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，计算说明应选择哪个编号的导线作为电焊机的输出导线．
| 导线编号 | A | B | C | D |
| 导线横截面积S/mm2 | 2.5 | 4 | 6 | 10 |
| 安全载流量I/A | 28 | 37 | 47 | 68 |