Question

為提高電網對極端氣候、重大自然災害的抵御能力，國家電網公司2008年重點科技減災防災項目--直流熔冰裝置研制成功．該裝置需要1至2萬千瓦的功率，最大融冰電流可達6000安，最長融冰距離可達200公里，從而避免因線路結冰而倒桿斷線．如圖13為位于某電網線路上相距幾十公里的甲、乙兩地之間輸電線路和處于乙地的熔冰裝置示意圖，熔冰裝置上的“+”、“-”是兩個接線端子．（進行熔冰時交流電已切斷）

（1）你猜想設計該熔冰裝置的依據是

電流的熱效應

，在熔冰過程中能量的轉化是

電能轉化為內能

；
（2）若要對甲、乙兩地之間的“2”和“3”兩根輸電線同時熔冰，請你在圖中以筆畫線代替導線，進行切實可行的連接，實現熔冰；
（3）在上述熔冰過程中，若每根輸電線的電阻是R，啟動熔冰裝置后，電路中的電流是I，則輸電線消耗的電功率是

2I²R

．

Answer 1

分析：（1）要使冰熔化，則一定是使導線上的溫度升高，則可知應是利用了電流的熱效應，即使電能轉化為內能；
（2）要使2和3兩根輸電線同時熔冰，應將兩導線串聯，接在電源兩端；
（3）因每根導線電阻為R，因兩根導線串聯，故總電阻為2R，則由功率公式P=I²R可求得功率．

解答：解：（1）電流具有熱效應、磁效應及化學效應，而使冰熔化只需提高給冰提供熱量，升高冰的內能即可，故利用電流的熱效應即可使冰熔化；在熔化過程中消耗了電能升高了內能，即電能轉化為了內能；
（2）要使2、3同時熔冰，則應將2、3兩根導線串連接在電源兩端，使兩導線同時發熱，故答案如圖所示：
（3）熔冰過程中兩導線串聯，故總電阻為2R，由功率公式可得：P=I²×2R=2I²R．
故答案為：（1）電流的熱效應，電能轉化為內能；（2）如圖所示；（3）2I²R．

點評：本題考查物理知識在生活中的應用，應認真審題，明確題目中的物理情景，合理選用物理規律求解．