题目内容
(12分)家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具,主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成。接通电源后,220V交流变压器,一方面在次级产生3.4V交流电对磁控管加热,同时在次级产生2000V高压电经整流加热到磁控管的阴阳两极之间,使磁控管产生频率为2450MHz的微波,微波输送至金属制成的加热器(炉腔),被来回反射,微波的电磁作用,使食物内分子高频地运动而内外同时受热,并能最大限度地保存食物中的微生素。
(1)微波产生的微观机理是
A.振荡电路中自由电子的运动而产生 B.原子外层电子受到激发而产生
C.原子内层电子受到激发而产生 D.原子核受到激发而产生
(2)试计算微波输出功率为700W的磁控管每秒产生的光子数。
(3)试计算微波炉变压器的高压变压比。
(4)导体能反射微波,绝缘体可使用权微波透射,而食物通常含有的成份是 ,较易吸收微波能转换成热,故在使用微波炉时应 。
A.用金属容器盛放食物后放入炉内加热
B.用陶瓷容器盛放食物后放入炉内加热器加热
C.将微波炉置于磁性材料周围
D.将微波炉远离磁性材料周围
解析:(1)根据电磁波谱内容可知,微波系振荡电路中自由电子的运动而产生的,故本题答案为A。
(2)由光量子理论可知,光子的能量与光子的频率成正比,即E=nhν ①
又E=Pt ②
由上两式可得:n=
将t=1s,ν=2.45×109Hz,h=6.63×10-34J?s
代入上式可得n=4.3×1026 (个)
(3)由理想变压器的变压比关系可知,=
=
(4)因食物通常含有的成份是蛋白质、水、脂肪等,属于绝缘体较易吸收微波能而转化成热,故在作用微波炉时应用陶瓷容器盛放食物后,放入炉内加热器,并将微波炉远离磁性材料周围。故本题答案为:绝缘体,B、D。
