题目内容

电磁炉是一种新型灶具,炉子的内部有一个金属线圈,当电流通过线圈时会产生磁场,这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底产生感应电流(即涡流),涡流使锅体及食物的温度升高,所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身.小明在探究“家用电器”的综合实践活动中,以家里的电磁炉为观察研究对象,在表中记录了有关数据.
观察对象 有关记录和相关活动
观察电磁炉铭牌 U=220V  P=2KW
观察电能表铭牌 220V 10(40)A 50Hz 2000r/(kw?h)
用电磁炉加热m=1kg、初温t=25℃的水 关闭家里其它用电器,只将电磁炉接入电路中工作,观察电能表,表盘在2.5min内转了150r,此时用温度计测得的水温为85℃
请你解答下列问题:
(1)加热2.5min水所吸收的热量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)]
(2)电磁炉工作2.5min消耗的电能是多少?比较(1)(2)两问的结果,说明了什么问题?
(3)电磁炉的实际功率是多少?请你将求解结果与表中的额定功率进行比较,发现了什么问题?并解释原因.
分析:(1)知道水壶内水的质量、水的密度、水温度的变化,利用吸热公式求水吸收的热量;
(2)知道只将电磁炉接入电路烧水观察电能表,表盘在2.5min内转了150r,利用电能表的参数“2000r/kWh”求电磁炉工作2.5min消耗的电能;和(1)中水吸收的热量值比较可以看出,消耗的电能并没有被水吸收,有热损耗;
(3)知道电磁炉工作5min消耗的电能,利用 P=
W
t
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.
解答:解:(1)水吸收的热量
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(85℃-25℃)=2.52×105J;
(2)电磁炉工作2.5min消耗的电能:
W=
150r
2000r/kW?h
=
150r
2000r
×3.6×106J=2.7×105J;
和水吸收的热量比较,W>Q,可见消耗的电能并没有被水吸收,有热损耗;
(3)电磁炉的功率:
P=
W
t
=
2.7×105J
2.5×60s
=1800W;
(4)∵P=1800W<P
∴电磁炉两端的电压比额定电压要低,电磁炉没有正常工作.
答:(1)加热2.5min,水所吸收的热量为2.52×105J;
(2)电磁炉工作2.5min消耗的电能为2.7×105J,有热损耗;
(3)电磁炉的功率为1800W;电磁炉的实际功率小于额定功率,这说明电磁炉两端的电压比额定电压要低,电磁炉没有正常工作.
点评:本题是一道电学与热学的综合应用题,与生活相联系,涉及到了实际电压、实际功率、额定电压、额定功率、消耗电能的计算,对电能表参数的理解、电功率的计算、热量公式的运用,属于难题.
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