Question

19．阅读短文，回答问题：
                                                                 电磁炉
    电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高，是一种高效节能厨具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具，图甲为电磁炉的实物图，图乙是原理示意图．

        它主要由线圈、陶瓷面板、金属锅体、工作电路和控制电路等组成，电磁炉工作时，工作电路产生高频交流电（交流电是指电流大小和方向作周期性变化的电流）通过线圈，线圈产生变化的磁场，电能转化为磁能，当磁场内的磁感线通过锅的底部时，锅底会产生感应电流，这种感应电流叫做涡流，此时磁能转化为电能，涡流同其它电流一样，通过电阻时要产生热，由于锅底存在电阻，所以锅底本身自行高速发热，电能转化为内能，在电磁炉上使用的锅体要求是铁质炊具，其他材质的炊具会造成电磁炉负荷异常而启动自动保护，不能正常工作．
（1）下列材料中适用于做电磁炉上使用的锅具的是C．
    A．铜                    B．铝                    C．铁                    D．陶瓷
（2）电磁炉在使用时，锅体内能增大是通过做功（做功/热传递）方式实现的．
（3）线圈中产生的磁场方向是否变化？变化（填“变化”或“不变化”）．
（4）下列与电磁炉相关的说法中正确的是D．
    A．电磁炉利用了电流的化学效应
    B．电磁炉工作时将灶面的内能传递给锅体
    C．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递减少热损耗
    D．电磁炉中将磁能转化为电能的部件是锅体
（5）如果用某品牌电磁炉将质量为2.5kg的水从20℃加热到100℃，消耗了0.25kW•h的电能，那么该电磁炉的效率是93.3%．

Answer 1

分析 （1）电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，必须使用铁质锅具才被磁化形成涡流．
（2）改变内能的方式：做功和热传递．
（3）电磁炉工作时，工作电路产生高频交流电（交流电是指电流大小和方向作周期性变化的电流）通过线圈，线圈产生变化的磁场；
（4）电磁炉是利用感应电流使锅体发热而工作的；由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，与磁场变化的频率有关；锅体只能使用铁磁性材料．
（5）利用Q=cm△t可求得水吸收的热量，已知消耗的电能，利用η=$\frac{Q}{W}$可求得电磁炉的效率．

解答 解：（1）由材料中“在电磁炉上使用的锅体要求是铁质炊具，其他材质的炊具会造成电磁炉负荷异常而启动自动保护，不能正常工作”可知，适用于做电磁炉上使用的锅具的是铁；
（2）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过电能转化而来的，故该过程是电流做功的过程，故是通过做功的方法获得内能的．
（3）因为电磁炉工作时，工作电路产生高频交流电（交流电是指电流大小和方向作周期性变化的电流）通过线圈，线圈产生变化的磁场，所以线圈中产生的磁场方向是变化的；
（4）A、电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的，没有用到化学效应，故A错误；
B、电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的．电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的．而不是将灶面的内能传递给锅体，故C错误；
C、电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，故C错误；
D、电磁炉工作时，工作电路产生高频交流电（交流电是指电流大小和方向作周期性变化的电流）通过线圈，线圈产生变化的磁场，电能转化为磁能，当磁场内的磁感线通过锅的底部时，锅底会产生感应电流，这种感应电流叫做涡流，此时磁能转化为电能，即电磁炉工作时，通过锅体将磁能转化为电能．故D正确；
（5）水吸收的热量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
消耗的电能W=0.25kW•h=0.25×3.6×10⁶J=9×10⁵J，
电磁炉的效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{9×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
故答案为：（1）C；（2）做功；（3）变化；（4）D；（5）93.3%．

点评 知道改变内能的两种方式，并能运用热量的计算公式和电能的计算公式进行计算是解决该题的关键．