Question

你見過戴著面罩或墨鏡的工人進行電焊作業嗎？電焊是利用電流的熱效應產生高溫，將焊條熔化，從而使兩金屬部件焊接在一起．電焊機工作時有很大電流，但不會連續工作，所以導線中會產生迅速變化、時斷時續的電流．
（1）電焊機輸出電壓40V、輸出功率2000W，某種橡皮絕緣銅芯導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，計算說明應選擇哪種導線作為電焊機的輸出導線？

導線規格
導線橫截面積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/．假設電流放出的熱量全部被焊條吸收并使焊條升溫，電焊機工作4S，可使一根質量為20g的焊條全部熔化嗎？
（3）電焊機工作時會不會產生電磁波，為什么？
（4）電焊機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

【答案】分析：（1）知道電焊機的輸出電壓和輸出功率，利用P=UI求電焊機的工作電流；
（2）電流通過電焊機做功，消耗電能全轉化為內能，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生的，故從該角度分析電焊機工作時的情況即可判斷是否有電磁波的產生．
（4）從電焊機工作時發出強光、電磁波、電路中有強電流等方面進行分析．
解答：解：（1）電焊機工作時電流：
==50A，
由表可知，應選橫截面積為10mm²的導線；
答：應選橫截面積為10mm²的導線．
（2）電焊機工作4s產生的熱量為：
Q=W=Pt=2000W×4s=8000J，
∵Q=cm△t，
可使焊條升高的溫度為：
△t===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：電焊機工作4s，不能使一根質量為20g的焊條全部熔化．
（3）電焊機工作時有很大電流，但不會連續工作，所以導線中會產生迅速變化、時斷時續的電流，故其工作時是能夠產生電磁波的．
答：電焊機工作時能產生電磁波，因為其在工作時有變化的電流．
（4）電焊機工作時會對周圍的居民或行人的生活的影響：
①電焊機工作時有強光，會造成光污染；
②電焊機工作時會產生電磁波，被電視機等用電器接收，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、電焊機工作時對環境的影響，反應物理與生活的密切聯系，體現了“學是為了用”的教學思想．