Question

4．电磁炉是一种新型灶具．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额=220V   P额=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：[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）]
（1）加热2.5min水所吸收的热量是多少？
（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．

Answer 1

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=$\frac{W}{t}$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_吸=c_水m△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_电=$\frac{150r}{2000r/kW•h}$=$\frac{150}{2000}$×3.6×10⁶J=2.7×10⁵J；
和水吸收的热量比较，W_电＞Q_吸，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=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.7×1{0}^{5}J}{2.5×60s}$=1800W；
因为P=1800W＜P_额，
所以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．