Question

為提高電網(wǎng)對極端氣候、重大自然災(zāi)害的抵御能力，國家電網(wǎng)公司2008年重點(diǎn)科技減災(zāi)防災(zāi)項(xiàng)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(dá)6000安，最長融冰距離可達(dá)200公里，從而避免因線路結(jié)冰而倒桿斷線．如圖13為位于某電網(wǎng)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(jìn)行熔冰時交流電已切斷）

（1）你猜想設(shè)計(jì)該熔冰裝置的依據(jù)是______，在熔冰過程中能量的轉(zhuǎn)化是______；
（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(dǎo)線，進(jìn)行切實(shí)可行的連接，實(shí)現(xiàn)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______．

Answer 1

【答案】分析：（1）要使冰熔化，則一定是使導(dǎo)線上的溫度升高，則可知應(yīng)是利用了電流的熱效應(yīng)，即使電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）要使2和3兩根輸電線同時熔冰，應(yīng)將兩導(dǎo)線串聯(lián)，接在電源兩端；
（3）因每根導(dǎo)線電阻為R，因兩根導(dǎo)線串聯(lián)，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(yīng)、磁效應(yīng)及化學(xué)效應(yīng)，而使冰熔化只需提高給冰提供熱量，升高冰的內(nèi)能即可，故利用電流的熱效應(yīng)即可使冰熔化；在熔化過程中消耗了電能升高了內(nèi)能，即電能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能；
（2）要使2、3同時熔冰，則應(yīng)將2、3兩根導(dǎo)線串聯(lián)接在電源兩端，使兩導(dǎo)線同時發(fā)熱，故答案如圖所示：
（3）熔冰過程中兩導(dǎo)線串聯(lián)，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(yīng)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（2）如圖所示；（3）2I²R．

點(diǎn)評：本題考查物理知識在生活中的應(yīng)用，應(yīng)認(rèn)真審題，明確題目中的物理情景，合理選用物理規(guī)律求解．