Question

在一次课外活动中，某同学对家用电器进行了相关的观察和研究，他以一台电磁炉为观察研究对象，记录了有关数据，如表：

观察对象	有关记录和相关活动
观察电磁炉铭牌	U额=220V　　P额=1KW
观察电能表的铭牌	220V　10（40）A　 50Hz　2000r/（kw?h）
用电磁炉加热一壶水 （水的质量m=2kg，初温t=30℃）	关闭家里其它用电器，只将电磁炉接入电路烧水观察电能表，表盘在5min内转了150r，此时用温度计测得的水温为50℃．

请你就这位同学在活动中获得的有关资料，求解有关问题：
（1）加热时间为5min，水所吸收的热量；[已知水的比热容c=4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）电磁炉工作5min实际消耗的电能；
（3）电磁炉的实际功率；
（4）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？解释产生此问题的原因可能是什么．

Answer 1

解：（1）水所吸收的热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（50℃-30℃）=1.68×10⁵J；
（2）电磁炉工作5min实际消耗的电能：
W==0.075kW?h=2.7×10⁵J；
（3）电磁炉实际电功率：
P_实===900W；
（4）由电磁炉的铭牌可知P_额=2000W＞P_实，原因可能是电磁炉两端的实际电压低于额定电压．
答：（1）加热5min水吸收的热量是1.68×10⁵J；
（2）电磁炉工作5min实际消耗的电能是2.7×10⁵J；
（3）电磁炉实际电功率是900W；
（4）电磁炉的实际功率小于额定功率，原因可能是电磁炉两端的实际电压小于额定电压所致．
分析：（1）从铭牌知道壶内水的质量和初温、末温，根据Q=cm△t求出水吸收的热量；
（2）知道电能表“2000r/kW?h”即消耗1kW?h电能转盘转2000转，知道现在转了150转，可求此时消耗的电能；
（3）根据P=求出电磁炉的实际功率；
（4）电磁炉两端的实际电压低于额定电压，其实际功率低于额定功率．
点评：本题为电功和热量的综合计算，考查了热量的计算、电能的计算、实际功率的计算，难点是根据实际找出P_额＞P_实的原因．