题目内容

2.小明家最近买了一个微波炉,他听人们讲利用微波炉对食物加热,不仅加热时间短,还具备加热效率高的特点.为了验证后一种说法,他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率.为此他查看了家中微波炉后面的铭牌,上面注明额定输入功率为1200W,他又查看了他家的单相电子电能表,上面注明3200imp/kW•h.之后,他关闭其他所有家用电器,将体积为1L、温度为20℃的水放入微波炉并用高火开始加热,同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数,历时4min,电能表上面的发光二极管闪烁了256次,此时取出并测得水的温度为72℃,请你帮助小明计算这些水吸收的热量是2.184×105J,微波炉烧水时的效率是76%.(水的比热容4.2×103J/(kg•℃)

分析 (1)已知发光二极管闪烁的次数为256次,根据“3200imp/kW•h(它表示每消耗电能1kW•h,该电能表上面的发光二极管闪烁3200次)”可计算出在4min内微波炉消耗的电能;
(2)①已知水的体积,利用m=ρV可以计算出水的质量;已知水的质量,水的初温、末温、利用Q=cm△t计算出水吸收的热量;
②微波炉的效率等于水吸收的热量与微波炉消耗的电能之比.

解答 解:(1)4min微波炉消耗的电能:
W=$\frac{256mip}{3200mip/(kW•h)}$=0.08kW•h=2.88×105J;
(2)V=1L=10-3m3;
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg;
水吸收的热量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×1.0kg×(72℃-20℃)=2.184×105J;
微波炉烧水时的效率:
η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{2.184×1{0}^{5}J}{2.88×1{0}^{5}J}$×100%≈76%.
故答案为:2.184×105;76%.

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题,利用所学知识解决生活中的疑难问题,使学生觉得学了物理有用,有意义!

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