Question

熔絲在電路中起保護(hù)作用，電流過大時(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/	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℃，試說明為什么不能用銅絲代替熔絲．

Answer 1

【答案】分析：（1）電流通過導(dǎo)體時(shí)，由于電流的熱效應(yīng)，導(dǎo)體要發(fā)熱；根據(jù)焦耳定律，產(chǎn)生的熱量可以用Q=I²Rt來計(jì)算；再根據(jù)熱量計(jì)算公式Q=cm△t的變形公式△t=，計(jì)算熔絲升高的溫度．
（2）保險(xiǎn)絲是由電阻大、熔點(diǎn)低的材料制作的，當(dāng)電路中電流過大時(shí)，保險(xiǎn)絲由于溫度過高熔斷，從而起到保護(hù)電路的作用．
解答：解：（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====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)電路中的電流過大時(shí)，能自動(dòng)切斷電路，它是利用了電流的熱效應(yīng)來工作的，故要用電阻率大、熔點(diǎn)低的合金制成．保險(xiǎn)絲千萬不能用銅絲代替，因?yàn)殡娏鬟^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^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．
點(diǎn)評(píng)：（1）熔絲的質(zhì)量的計(jì)算是容易出錯(cuò)的地方，要把它看成圓柱體，用m=ρV=ρSL計(jì)算，注意長(zhǎng)度L和面積S的單位；
（2）考查了熔絲的作用和制作材料的特點(diǎn)，現(xiàn)在的家庭使用空氣開關(guān)來代替熔絲，使用更方便．