《2025年课堂作业武汉出版社九年级物理下册人教版》

20. 如图，A、B两个接线柱间是一段保险丝，C、D两个接线柱间是一段铜丝，移动变阻器的滑片，当电流逐渐增大时，________熔断，而________不熔断，这说明________(选填“能”或“不能”)用铜丝替代保险丝。

答案： 保险丝　铜丝　不能

21. 如图甲所示，为了防止电流过大将用电器核心部件烧毁，很多用电器都装有保险管，两个保险管的截面如图乙、丙所示，若两管内保险丝的材料相同，长度相同，粗细不同，则两图中________保险丝的电阻大，当图乙、丙中两个保险管通过相同的电流时，________保险丝的热功率大，________保险丝更容易熔断。(均选填“图乙”或“图丙”)

答案： 图丙　图丙　图丙

22. 电焊利用电流的热效应将焊条熔化，从而使金属部件连接在一起。某电焊机输出电压40 V，输出功率2 000 W。各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量(长时间通电时的最大安全电流)如表所示。
|导线规格| | | | |
|--|--|--|--|--|
|导线横截面积S/mm²|2.5|4|6|10|
|安全载流量I/A|28|37|47|68|

(1)从安全角度考虑，应选择哪种导线作为电焊机的输出导线(请计算说明)。
(2)已知焊条熔点为1 020℃，比热容为0.4×10³ J/(kg·℃)，电焊机放出的热量全部被焊条吸收并使焊条升温，如果电焊机在20℃环境中工作，则工作多长时间可以使一根质量为20 g的焊条熔化?

答案：
(1)由 $ P = UI $ 可得，电焊机工作时的电流：$ I = \frac{P}{U} = \frac{2000\mathrm{W}}{40\mathrm{V}} = 50\mathrm{A} $，对照安全载流量表，应选横截面积为 $ 10\mathrm{mm}^2 $ 的导线。
(2)焊条熔化吸收的热量：
$ Q_{吸} = cm\Delta t = 0.4\times10^3\mathrm{J}/(\mathrm{kg}\cdot^{\circ}\mathrm{C})\times20\times10^{-3}\mathrm{kg}\times(1020^{\circ}\mathrm{C} - 20^{\circ}\mathrm{C}) = 8\times10^3\mathrm{J} $，
电焊机放出的热量全部被焊条吸收：$ Q_{放} = Q_{吸} = 8\times10^3\mathrm{J} $，由 $ Q_{放} = W = Pt $ 可得，电焊机的工作时间：$ t = \frac{W}{P} = \frac{8\times10^3\mathrm{J}}{2000\mathrm{W}} = 4\mathrm{s} $。