Question

3．某中学学生在研究性学习活动中，几名同学对家用微波炉的实际功率和加热效率进行了研究，如表所示为记录的相关内容．

主要器材	微波炉	电能表
相关资料	额定电压220V 频率50Hz	220V　　　10（20）A 50Hz　　　600revs/kW•h
活动记录	①取体积为0.5L的水，测得水的初温为20℃ ②关闭家中其它用电器，只将该微波炉接入电路中，让其单独工作 ③用微波炉给水加热2min后，水的温度达到60℃ ④测得电能表的转盘在1min内转了12转

在用微波炉给水加热的2min内，求：
（1）水吸收的热量．[c_水=4.2×l0³J/（kg•℃）]
（2）微波炉的实际功率．
（3）微波炉的加热效率．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据，先利用m=ρV求出水的质量，再由公式Q=cm（t-t₀）可求水吸收的热量；
（2）由电能表的参数和电能表的转数可求消耗的电能，根据公式P=$\frac{W}{t}$可求实际功率；
（3）微波炉烧水的效率等于水吸收的热量与微波炉消耗电能的比值．

解答 解：
（1）水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.5×10^-3m³=0.5kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁴J；
（2）微波炉1min消耗电能：
W=$\frac{12r}{600r/kW•h}$=0.02kW•h=7.2×10⁴J，
微波炉的实际功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}J}{1×60s}$=1200W；
（3）微波炉工作2min消耗的电能：
W_总=2×W=2×7.2×10⁴J=1.44×10⁵J，
微波炉的加热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{4}J}{1.44×1{0}^{5}J}$×100%≈58%．
答：（1）水吸收的热量为8.4×10⁴J；
（2）微波炉的实际功率为1200W；
（3）微波炉的加热效率为58%．

点评 本题考查了热量、功率、效率的计算，涉及的公式较多，要正确辨析各物理量的关系，综合性强．