Question

妈妈新买一台电磁炉，好奇的小明立即翻开说明书．

（1）为什么要单独使用10A以上的插座？请通过计算说明．
（2）小明想要用该电磁炉来烧水，他把2kg的水装入如图所示的铁锅中，在1标准大气压下，将这样一壶水从20℃烧至沸腾，水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×10³J/]
（3）已知电磁炉的加热效率为96%[提示：电热水器热效率96%指电热管所放出的热量96%被水吸收]，则在额定电压下加热这样一壶水需要多长时间？

Answer 1

【答案】分析：（1）通过电磁炉使用说明书可以知道额定电压和额电功率，利用公式I=求出电流，再与10A进行比较即可．
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（一个标准大气压水的沸点为100℃），利用吸热公式Q_吸=cm△t求出水吸收的热量；
（3）根据加热效率求出电磁炉消耗电能产生的热量，再根据Q=W=Pt求出在额定电压下加热这样一壶水需要的时间．
解答：解：（1）电磁炉的额定功率为2200W，额定电压为220V，
根据P=UI可得，电磁炉正常工作时的电流：
I===10A，
∵因为电磁炉正常工作时的电流为10A，插座的额定电流应大于这个正常电流值，
∴选择额定电流为10A以上的插座；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（3）∵电磁炉的加热效率为96%，
∴电磁炉消耗电能产生的热量：
Q_放===7×10⁵J，
∵Q=W=Pt，
∴在额定电压下加热这样一壶水需要的时间：
t==≈318.2s．
答：（1）因为电磁炉正常工作时的电流为10A，插座的额定电流应大于这个正常电流值，所以要单独使用10A以上的插座；
（2）水吸收的热量是6.72×10⁵J；
（3）在额定电压下加热这样一壶水约需要318.2s．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相连，要求灵活运用吸热公式、效率公式和电功率公式，能从铭牌得出相关信息（额定电压和额定功率）是本题的关键．