题目

据报导，某乡村进行电网改造，经测算，有一条线路应采用截面积为2.5mm2的铝芯线，电工在安装时却采用了1.5mm2铝芯线，结果酿成一场火灾．请你分析火灾原因．

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

答：长度与材料相同的电线，横截面积较小的电线电阻较大，根据Q=I2Rt，电线中的电流和通电时间都不变的情况下，电阻大的电线产生的热量会明显增加，温度明显升高，会烧坏电线的绝缘皮，引起火灾．

考点梳理

初中三年级物理试题“据报导，某乡村进行电网改造，经测算，有一条线路应采用截面积为”旨在考查同学们对 影响电阻大小的因素、 焦耳定律及计算公式、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。

• 影响电阻大小的因素
• 焦耳定律及计算公式

考点名称：影响电阻大小的因素

影响电阻大小的因素：

由公式：R=p*L/S可以知道，其中R表示电阻;p表示导电率，跟材料有关，比如金、银和铜的导电率较小，我们电线常用铝或铜代替，而铁等金属就比较大;L表示材料的长度，说明电阻和材料成正比;S表示材料的横截面积，说明电阻和材料的横截面积成反比。

在材料相同时，长度越长，横截面积越小，电阻越大。导体的电阻随温度的升高而增大，如金属导体;也有少数导体的电阻随温度的升高而减小，如石墨类导体。

易错点：

①电阻是导体本身固有的一种属性，不同导体的导电能力是不同的。

②绝缘体之所以能起到绝缘的作用，就是由于其电阻很大的缘故。

用控制变量法研究电阻大小的影响因素：

使用控制变量法的一般步骤是：

(1)明确研究的问题中有多少个物理量，搞清研究对象是哪个物理量。

(2)逐一研究这个物理量(研究对象)跟某一物理量的单一关系时，要使其他物理量保持不变。

(3)把这些单一关系综合起来。

考点名称：焦耳定律及计算公式

焦耳的定律及公式：
焦耳定律或焦耳－冷次定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。1841年，英国物理学家詹姆斯·焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成比例。而在1842年时，俄国物理学家海因里希·楞次也独立发现上述的关系，因此也称为“焦耳－冷次定律”。
采用国际单位制时，焦耳定律的表达式为：
Q = I2Rt 或 P = I2R
其中Q（热量）、I（电流）、R（电阻）、t（时间）、P（热功率）各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。

与欧姆定律的关系：
根据欧姆定律：
U=IR
焦耳定律的公式亦可表示为：

关于焦耳定律的历史：
关于导体中通过的电流与所产生的热量之间的定律。1840年由詹姆斯·普雷斯科特·焦耳提出。定律揭示了电流通过导线时所产生的热量和导线的电阻与电流平方的乘积成比例，即
H＝0.24IRt
式中H 为产生的总热量，单位为卡；I 为电流，单位为安；R 为电阻,单位为欧；t为时间，单位为秒；0.24为由实验定出的比例常量。
焦耳是通过实验测定发现这个定律的。但是从理论上也不难理解，当电流的大小不变，产生的热量全部来源于电荷通过导体失去的势能。电荷的数量为It，失去的势能为W，W＝RIt。因此,在单位时间中转变为热的电能为RI（焦），或者说在导体上消耗的电功率P为
P＝RI（瓦）
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。
焦耳定律在串联电路中的运用：
在串联电路中，电流是相等的，则电阻越大时，产生的热越多。
焦耳定律在并联电路中的运用：
在并联电路中，电压是相等的，通过变形公式，W=Q=Pt=(U^2/R)×t，当U定时，R越大则Q越小。
需要注明的是，焦耳定律与电功公式W=UIt适任何元件及发热的计算，即只有在像电热器这样的电路（纯电阻电路）中才可用Q=W=UItq=I^2×Rt =(U^2/R)×t。
另外，焦耳定律还可变形为Q=IRq（后面的Q是电荷量，单位库仑（c））。
在热力学中指，气体的内能只是温度的函数，与体积无关。即内能对体积的偏导数为零。