题目内容

电磁炉凭高效、节能、卫生、安全的特点成为新一代智能灶具，其产品规格如下，根据铭牌提供的信息解答下列问题：
（1）标准大气压下，锅内装有5kg20℃的水，电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？
（2）若电磁炉是正常工作，将上述水烧开，电磁炉通电20min，此过程中消耗多少电能？此电磁炉烧水时的效率是多少？
（3）家里面装有“220V　5A，3000r/kW?h”的电能表，若仅有此电磁炉工作时，在3min内电能表表盘要转了210圈，求这时电磁炉的功率？与铭牌相比你发现了什么问题？并解释原因．
型号 JVC-15B
额定电压 220V
额定功率 1500W
温度调节范围 70℃-150℃
机体尺寸 340×310×65（mm）
净重约3.5kg

解：（1）标准大气压下，水沸腾时的温度为100℃，
水吸收的热量
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³ J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶ J，
（2）电磁炉正常工作，则功率为P=1500W，
所以消耗的电能W=Pt=1500W×20×60s=1.8×10⁶ J，
∴η= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ≈93.3%；
（3）3min内电路中消耗的电能W= $\text{[math]}$ kW?h=0.07kW?h，
电磁炉的实际功率P_实= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =1.4 kW?h=1400W＜1500W，
即实际功率小于额定功率．
原因可能是实际电压小于额定电压，引起实际功率小于额定功率．
答：（1）电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收1.68×10⁶ J的热量；
（2）电磁炉通电20min，此过程中消耗1.8×10⁶ J的电能，电磁炉烧水时的效率是93.3%．
（3）这时电磁炉的功率为1400W，与铭牌相比实际功率小于额定功率，原因可能是实际电压小于额定电压．
分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）已知电磁炉正常工作时的功率和通电时间，利用W=Pt计算消耗的电能；水吸热为有用的能量，电流消耗的电能为总的能量，据此求电磁炉的效率．
（3）若仅有此电磁炉工作时观察电能表，在3min内电能表表盘要转了210圈，利用电能表的参数“3000r/kW?h”求电磁炉工作3min消耗的电能；利用P= $\text{[math]}$ 求电磁炉的实际功率；将计算的电磁炉的实际功率与额定功率比较进行分析．
点评：本题考查吸热计算、电功和效率计算，关键是知道标准大气压下水的沸点是100℃，知道水吸热为有用的能量，电流消耗的电能为总的能量．