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微波炉是一种新型家用电器.用它加热含水分较多的食品效果很好.它的加热原理是利用磁控管发出频率为2 450 MHz的微波,微波经炉顶的波导传输到加热室.水分子是极性分子,它的正负电荷的中心是不重合的.因此当有微波通过时,水分子将随着微波引起的振荡电场的变化而快速振动起来.又因为该微波的频率和水分子振动的固有频率相同,因此能使水分子发生共振,分子动能迅速增加,使食物的内能增加,温度升高.如果水以冰的形式存在,由于固体分子间结合得较紧密,吸收微波的能力就很低,加热时会很不均匀.根据以上说明,微波炉能加热含水分较多的食品的原因是由于它们具有以下特点:①_______;②_______;③_______;可以推出水分子振动的固有频率为_________ Hz.

水分子是极性分子       水是液态      水分子的固有频率和微波炉发出的微波的频率相同       2.45×109


练习册系列答案
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家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具,主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳组成.接通电源后,220 V交流电经一变压器,一方面在次级产生3.4 V交流对磁控管加热,同时在次级产生2 000 V高压经整流加到磁控管的阴、阳两极之间,使磁控管产生频率为2 450 MHz的微波,微波输送至金属制成的加热器(炉腔),被来回反射,微波的电磁作用使食物分子高频地运动而内外同时生热,迅速熟透,并能最大限度地保存食物中的维生素.

(1)试计算微波炉变压器的高压变压比;

(2)微波炉产生的高频微波若发生泄漏会造成电磁辐射污染,直接伤害人的肌体,试说明其中的原因;

(3)正常工作时微波炉的炉门对微波起着很好的反射和屏蔽作用,开门前务必先让微波发生电路停止工作.为了方便微波炉的操作,需要设计一保护开关,它能在炉门被打开前自动断电.为了防止微波大量泄漏,该开关必须保证在炉门被打开之前的一定时间内完成断电动作,这一时间称为保护开关动作的时间提前量Δt.假设微波在食品以及在空气中的速度都差不多,微波炉炉腔对角线约50 cm.且微波束每次穿过炉中食品仅被吸收1/1 000,若要求炉门打开时炉内微波强度至少应衰减到正常工作时的百万分之一,请估算保护开关动作的时间提前量Δt的数量级,并根据估算结果发表讨论.(lg0.999=-4.345×10-4

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