Question

14．電焊是利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)高溫，將焊條熔化而使兩金屬部件焊接在一起，電焊機(jī)時短時續(xù)地工作時，電路中會產(chǎn)生迅速變化的強(qiáng)大電流，設(shè)電焊機(jī)工作時輸出電壓40V，輸出功率2600W，若焊條熔點(diǎn)為1200℃、比熱容為0.4×10³J（kg•℃），環(huán)境溫度為30℃，電焊機(jī)工作時所消耗的電能有80%轉(zhuǎn)化為熱量且被焊條全部吸收，并使焊條升溫，求：
（1）電焊機(jī)工作時輸出的電流是多少？
（2）電焊機(jī)工作4s產(chǎn)生的熱量是多少？
（3）這些熱量可使一根質(zhì)量為20g的焊條全部熔化嗎？

Answer 1

分析 （1）已知電焊機(jī)工作時輸出的電壓和輸出功率，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出輸出的電流．
（2）根據(jù)W=Pt求出電焊機(jī)工作4s消耗的電能，進(jìn)一步求出產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)Q=cm△t求出焊條升高的溫度，已知此時焊條的溫度，然后與焊條的熔點(diǎn)相比較即可判斷焊條是否全部熔化．

解答 解：（1）由P=UI可得，電焊機(jī)工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2600W}{40V}$=65A；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，電焊機(jī)工作4s消耗的電能：
W=Pt=2600W×4s=10400J，
（3）產(chǎn)生的熱量：
Q=W×80%=10400J×80%=8320J，
可使焊條升高的溫度：
△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{8320J}{0.4×1{0}^{3}J/（kg•℃）×20×1{0}^{-3}kg}$=1040℃，
1040℃+30℃＜1200℃，
所以焊條不會全部熔化．
答：（1）電焊機(jī)工作時輸出的電流是65A；
（2）電焊機(jī)工作4s產(chǎn)生的熱量是10400J，
（3）這些熱量不能使一根質(zhì)量為20g的焊條全部熔化．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對電功率公式、吸熱公式、電功公式的掌握和運(yùn)用，還涉及到電焊機(jī)工作時對環(huán)境的影響，反應(yīng)了物理與生活的密切聯(lián)系，體現(xiàn)了“學(xué)是為了用”的教學(xué)思想．