Question

1．电磁炉是新一代智能灶具，它以安全、卫生、高效和节能著称，在一个标准大气压下，一只1500W的电磁炉正常工作时，将1kg 20℃的水加热到刚沸腾需要4min．c_水=4.2×10³J/（kg•℃）．
求：（1）此过程中水吸收多少热量？
（2）此过程中电流做功多少J？
（3）在上述给水加热的过程中电磁炉的效率约为多大？

Answer 1

分析 （1）在标准大气压下，水的沸点为100℃，知道水的比热容、质量和温度变化，可利用吸热公式Q_吸=cm△t计算水吸收的热量．
（2）知道电磁炉的电功率和工作时间，可利用公式Pt计算电流做的功．
（3）求出了水吸收的热量（有用能量）和消耗的总能量，利用效率公式求电磁炉的效率．

解答 解：
（1）因为在标准大气压下，水的沸点为100℃，
而c=4.2×10³J/（kg•℃），m=1kg，△t=t-t₀=100℃-20℃=80℃，
所以水吸收的热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×80℃=3.36×10⁵J．
（2）因为P=1500W，t=4min=240s，
所以电流做功为：
W=Pt=1500W×240s=3.6×10⁵J．
（3）从而可知，电磁炉的效率为：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$=$\frac{3.36{×10}^{5}J}{3.6{×10}^{5}J}$≈93.3%．
答：（1）此过程中水吸收的热量为3.36×10⁵J．
（2）电流做功多为3.6×10⁵J．
（3）加热时电磁炉的效率约为93.3%．

点评 本题涉及的知识有：吸收热量的计算、电功的计算、效率计算，综合性强，但均属于基础知识，难度适中．与生活相联系，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能意识．