题目内容

14.电焊是利用电流的热效应产高温,将焊条熔化而使两金属部件焊接在一起,电焊机时短时续地工作时,电路中会产生迅速变化的强大电流,设电焊机工作时输出电压40V,输出功率2600W,若焊条熔点为1200℃、比热容为0.4×103J(kg•℃),环境温度为30℃,电焊机工作时所消耗的电能有80%转化为热量且被焊条全部吸收,并使焊条升温,求:
(1)电焊机工作时输出的电流是多少?
(2)电焊机工作4s产生的热量是多少?
(3)这些热量可使一根质量为20g的焊条全部熔化吗?

分析 (1)已知电焊机工作时输出的电压和输出功率,根据I=$\frac{P}{U}$求出输出的电流.
(2)根据W=Pt求出电焊机工作4s消耗的电能,进一步求出产生的热量;
(3)根据Q=cm△t求出焊条升高的温度,已知此时焊条的温度,然后与焊条的熔点相比较即可判断焊条是否全部熔化.

解答 解:(1)由P=UI可得,电焊机工作时的电流:
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2600W}{40V}$=65A;
(2)由P=$\frac{W}{t}$可得,电焊机工作4s消耗的电能:
W=Pt=2600W×4s=10400J,
(3)产生的热量:
Q=W×80%=10400J×80%=8320J,
可使焊条升高的温度:
△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{8320J}{0.4×1{0}^{3}J/(kg•℃)×20×1{0}^{-3}kg}$=1040℃,
1040℃+30℃<1200℃,
所以焊条不会全部熔化.
答:(1)电焊机工作时输出的电流是65A;
(2)电焊机工作4s产生的热量是10400J,
(3)这些热量不能使一根质量为20g的焊条全部熔化.

点评 本题考查了学生对电功率公式、吸热公式、电功公式的掌握和运用,还涉及到电焊机工作时对环境的影响,反应了物理与生活的密切联系,体现了“学是为了用”的教学思想.

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