判断题
将10A的直流电流和最大值为10A的交流电流分别通过阻值相同的电阻,则在同一时间内通过交流电流的电阻发热大。()
答案解析
正确答案:B
解析:
### 题目解析
这道题主要考查直流电流和交流电流在通过电阻时产生热量的比较,关键在于理解有效值的概念以及如何运用焦耳定律来计算热量。
### 知识点回顾
- **焦耳定律**:电流通过电阻产生的热量$Q = I^{2}Rt$,其中$Q$表示热量,$I$表示电流,$R$表示电阻,$t$表示时间。这个公式表明,在电阻和时间相同的情况下,电流产生的热量与电流的平方成正比。
- **交流电的有效值**:让交流电流和直流电流分别通过相同阻值的电阻,如果在相同时间内产生的热量相等,那么这个直流电流的数值就叫做该交流电流的有效值。对于正弦交流电,其有效值$I$与最大值$I_{m}$的关系为$I=\frac{I_{m}}{\sqrt{2}}$。
### 具体推理过程
- **计算直流电流通过电阻产生的热量**:
已知直流电流$I_{直}=10A$,电阻为$R$,时间为$t$,根据焦耳定律$Q = I^{2}Rt$,可得直流电流通过电阻产生的热量$Q_{直}=I_{直}^{2}Rt=(10)^{2}Rt = 100Rt$。
- **计算交流电流通过电阻产生的热量**:
已知交流电流的最大值$I_{m}=10A$,根据正弦交流电有效值与最大值的关系$I=\frac{I_{m}}{\sqrt{2}}$,可得该交流电流的有效值$I_{交}=\frac{10}{\sqrt{2}}A\approx7.07A$。
同样根据焦耳定律,交流电流通过电阻产生的热量$Q_{交}=I_{交}^{2}Rt = (\frac{10}{\sqrt{2}})^{2}Rt=\frac{100}{2}Rt = 50Rt$。
- **比较两者产生的热量**:
因为$Q_{直}=100Rt$,$Q_{交}=50Rt$,且$100Rt>50Rt$,即$Q_{直}>Q_{交}$,所以在同一时间内通过直流电流的电阻发热大,而不是通过交流电流的电阻发热大。
综上,这道题的说法是错误的,答案选B。
相关知识点:
交直电阻发热辨
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