Question

熔絲在電路中起保護(hù)作用，電流過(guò)大時(shí)，能自動(dòng)切斷電路．下表是一段熔絲的數(shù)據(jù)

長(zhǎng)度L	橫截面積S	電阻R	密度ρ	比熱容C	熔點(diǎn)t
5cm	2mm2	0.2Ω	11×103kg/m3	1.3×103J/（kg?℃）	327℃

（1）請(qǐng)計(jì)算當(dāng)電路中電流達(dá)20A時(shí)，在0.5s內(nèi)該熔絲溫度將升高多少度？（設(shè)電阻的變化和散熱不計(jì)）
（2）銅的熔點(diǎn)為1083℃，試說(shuō)明為什么不能用銅絲代替熔絲．

Answer 1

（1）①根據(jù)焦耳定律，熔絲產(chǎn)生的熱量是：
Q=I²Rt=（20A）²×0.2Ω×0.5s=40J
②根據(jù)熱量公式Q=cm△t變形得
△t=

Q

cm

=

Q

cρLS

=

40J

1.3×103J/(kg?℃)×11×103kg/m3×0.05m×2×10-6m2

=28℃
答：當(dāng)電路中電流達(dá)20A時(shí)，在0.5s內(nèi)該熔絲溫度將升高28℃．
（2）保險(xiǎn)絲的作用是當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí)，能自動(dòng)切斷電路，它是利用了電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的，故要用電阻率大、熔點(diǎn)低的合金制成．保險(xiǎn)絲千萬(wàn)不能用銅絲代替，因?yàn)殡娏鬟^(guò)大時(shí)，銅絲的熔點(diǎn)高，不易熔斷，起不到保護(hù)電路的作用．
答：因?yàn)殡娏鬟^(guò)大時(shí)，銅絲的熔點(diǎn)高，不易熔斷，起不到保護(hù)電路的作用，所以不能用銅絲代替熔絲．