同样的电流通过等长、等面积的下列材料导线(　　)热效应最大。

好的，我们来分析一下这道题。 题目是：同样的电流通过等长、等面积的下列材料导线（ ）热效应最大。 选项： - A. 铜导线 - B. 铝导线 - C. 铁导线 - D. 银导线 ### 解析： 1. **热效应**：当电流通过导体时，由于导体内部的电阻，会产生热量。这种现象称为电流的热效应。根据焦耳定律，产生的热量 \( Q \) 可以表示为： \[ Q = I^2 R t \] 其中，\( I \) 是电流，\( R \) 是电阻，\( t \) 是时间。 2. **电阻率**：不同材料的导电性能不同，可以用电阻率（\(\rho\)）来表示。电阻率越大的材料，其电阻也越大，因此在相同条件下产生的热量也越多。 3. **常见金属的电阻率**（单位：\(\Omega \cdot \text{m}\)）： - 铜 (Cu): 约 \(1.68 \times 10^{-8}\) - 铝 (Al): 约 \(2.65 \times 10^{-8}\) - 铁 (Fe): 约 \(9.71 \times 10^{-8}\) - 银 (Ag): 约 \(1.59 \times 10^{-8}\) 4. **比较**： - 铜的电阻率最小，所以铜导线的电阻最小，产生的热量最少。 - 铝的电阻率比铜大，但比铁小，所以铝导线的电阻和产生的热量介于铜和铁之间。 - 铁的电阻率最大，所以铁导线的电阻最大，产生的热量最多。 - 银的电阻率最小，甚至比铜还小，所以银导线的电阻最小，产生的热量最少。 ### 结论： 在相同的电流、长度和横截面积下，铁导线的电阻最大，因此产生的热效应最大。 所以，正确答案是 **C. 铁导线**。 ### 示例： 假设我们有四根导线，分别是铜、铝、铁和银，它们的长度都是1米，横截面积都是1平方毫米，通过的电流都是1安培。根据电阻率计算出的电阻值如下： - 铜导线：\( R_{\text{Cu}} = 1.68 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{m} \times \frac{1 \, \text{m}}{1 \times 10^{-6} \, \text{m}^2} = 0.0168 \, \Omega \) - 铝导线：\( R_{\text{Al}} = 2.65 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{m} \times \frac{1 \, \text{m}}{1 \times 10^{-6} \, \text{m}^2} = 0.0265 \, \Omega \) - 铁导线：\( R_{\text{Fe}} = 9.71 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{m} \times \frac{1 \, \text{m}}{1 \times 10^{-6} \, \text{m}^2} = 0.0971 \, \Omega \) - 银导线：\( R_{\text{Ag}} = 1.59 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{m} \times \frac{1 \, \text{m}}{1 \times 10^{-6} \, \text{m}^2} = 0.0159 \, \Omega \) 通过这些电阻值，我们可以看到铁导线的电阻最大，因此产生的热量最多。