题目内容

【题目】电流流过导体产生的热量称作焦耳热,对粗细均匀的导体电阻通过直流电的情况进行讨论:设通电产生的焦耳热与导体电阻升高的温度之间满足如下关系: ,其中表示该导体的比热, 为物体的质量, 表示升高的温度, 为大于的常数,请你选择一些物理量,通过论述和计算证明为避免升温过快,若电流越大,导体电阻的横截面应该越粗.(必须说明自己所设物理量的含义)

【答案】见解析

【解析】设有一小段长为的电阻线,其横截面积为,电阻率为,密度为,通过它的电流为因为通电产生的焦耳热使这段电阻线经过时间温度升高,电流流过电阻线产生的焦耳热,其中此热量的一部分被电阻线吸收,温度升高,此过程满足, ,其中,联立,整理有

因为都是常数,所以成正比, 表示单位时间内升高的温度: 成正比表明:当电流越大时,若想让单位时间内升高的温度少一些,则要求电阻线的横截面积大一些.

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