Question

電磁爐是種新型炊具，它具有加熱快，效率高，節(jié)能環(huán)保，使用方便等特點，其工作原理是利用感應(yīng)線圈通以交流電產(chǎn)生交變磁場，在其烹飪鍋體內(nèi)產(chǎn)生渦流，使運(yùn)動電子與金屬正離子發(fā)生頻繁碰撞，從而產(chǎn)生大量的熱，這種熱直接發(fā)生于鍋體本身，故熱能損耗小，熱效率高達(dá)80%且加熱均勻，烹調(diào)迅速，節(jié)能省電．小華在一次課外活動中，對家用電磁爐進(jìn)行了相關(guān)的觀察和研究，并記錄了有關(guān)數(shù)據(jù)，如下表：

觀察對象	有關(guān)記錄和相關(guān)活動
觀察電磁爐銘牌	U額=220V，P額=1kW
觀察電能表的銘牌	220V   10（40）A  50Hz  2000r/kWh
用電磁爐加熱一壺水（水的質(zhì)量m=2kg，初溫t=30℃）	關(guān)閉家里其他用電器，只將電磁爐接入電路燒水觀察電能表，表盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了150r，此時用溫度計測得的水溫為50℃

請你就他在活動中獲得的有關(guān)資料，求解或提出有關(guān)問題：
（1）加熱5min，水所吸收的熱量；
（2）電磁爐工作5min消耗的電能；
（3）電磁爐的功率；
（4）請你將（3）的結(jié)果與他在活動中的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)了什么新問題？并解釋原因．

Answer 1

分析：（1）知道水壺內(nèi)水的質(zhì)量、水的比熱容、水溫度的變化，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）知道只將電磁爐接入電路燒水觀察電能表，表盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了150r，利用電能表的參數(shù)“2000r/kWh”求電磁爐工作5min消耗的電能；
（3）知道電磁爐工作5min消耗的電能，利用P=

W

t

求電磁爐的功率；
（4）將計算的電磁爐的實際功率與額定功率比較進(jìn)行分析．

解答：解：（1）Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（50℃-30℃）=1.68×10⁵J；
（2）電磁爐工作5min消耗的電能：
W=

150r

2000r/kW?h

=

150

2000

×3.6×106J=2.7×105J；
（3）電磁爐的功率：
P=

W

t

=

2.7×105J

300s

= 900W；
（4）∵P=900W＜P_額，
∴電磁爐兩端的電壓比額定電壓要低，電磁爐沒有正常工作．
答：（1）加熱5min，水所吸收的熱量為1.68×10⁵J；
（2）電磁爐工作5min消耗的電能為2.7×10⁵J；
（3）電磁爐的功率為900W；
（4）電磁爐的實際功率小于額定功率，這說明電磁爐兩端的電壓比額定電壓要低，電磁爐沒有正常工作．

點評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與生活相聯(lián)系，涉及到了實際電壓、實際功率、額定電壓、額定功率、消耗電能的計算，對電能表參數(shù)的理解、電功率的計算、熱量公式的運(yùn)用，屬于難題．