Question

19．閱讀短文，回答問題：
                                                                 電磁爐
    電磁爐又名電磁灶，是現代廚房革命的產物，它無需明火或傳導式加熱而讓熱直接在鍋底產生，因此熱效率得到了極大的提高，是一種高效節能廚具，完全區別于傳統所有的有火或無火傳導加熱廚具，圖甲為電磁爐的實物圖，圖乙是原理示意圖．

        它主要由線圈、陶瓷面板、金屬鍋體、工作電路和控制電路等組成，電磁爐工作時，工作電路產生高頻交流電（交流電是指電流大小和方向作周期性變化的電流）通過線圈，線圈產生變化的磁場，電能轉化為磁能，當磁場內的磁感線通過鍋的底部時，鍋底會產生感應電流，這種感應電流叫做渦流，此時磁能轉化為電能，渦流同其它電流一樣，通過電阻時要產生熱，由于鍋底存在電阻，所以鍋底本身自行高速發熱，電能轉化為內能，在電磁爐上使用的鍋體要求是鐵質炊具，其他材質的炊具會造成電磁爐負荷異常而啟動自動保護，不能正常工作．
（1）下列材料中適用于做電磁爐上使用的鍋具的是C．
    A．銅                    B．鋁                    C．鐵                    D．陶瓷
（2）電磁爐在使用時，鍋體內能增大是通過做功（做功/熱傳遞）方式實現的．
（3）線圈中產生的磁場方向是否變化？變化（填“變化”或“不變化”）．
（4）下列與電磁爐相關的說法中正確的是D．
    A．電磁爐利用了電流的化學效應
    B．電磁爐工作時將灶面的內能傳遞給鍋體
    C．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞減少熱損耗
    D．電磁爐中將磁能轉化為電能的部件是鍋體
（5）如果用某品牌電磁爐將質量為2.5kg的水從20℃加熱到100℃，消耗了0.25kW•h的電能，那么該電磁爐的效率是93.3%．

Answer 1

分析 （1）電磁爐是利用高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場，磁化鐵質鐵鍋，從而形成無數個小渦流（即電流），加速鍋底分子運動，使鍋底自身發熱達到加熱食品的目的，必須使用鐵質鍋具才被磁化形成渦流．
（2）改變內能的方式：做功和熱傳遞．
（3）電磁爐工作時，工作電路產生高頻交流電（交流電是指電流大小和方向作周期性變化的電流）通過線圈，線圈產生變化的磁場；
（4）電磁爐是利用感應電流使鍋體發熱而工作的；由法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢與磁通量的變化率成正比，與磁場變化的頻率有關；鍋體只能使用鐵磁性材料．
（5）利用Q=cm△t可求得水吸收的熱量，已知消耗的電能，利用η=$\frac{Q}{W}$可求得電磁爐的效率．

解答 解：（1）由材料中“在電磁爐上使用的鍋體要求是鐵質炊具，其他材質的炊具會造成電磁爐負荷異常而啟動自動保護，不能正常工作”可知，適用于做電磁爐上使用的鍋具的是鐵；
（2）在使用電磁爐時，鍋體內能的增加是通過電能轉化而來的，故該過程是電流做功的過程，故是通過做功的方法獲得內能的．
（3）因為電磁爐工作時，工作電路產生高頻交流電（交流電是指電流大小和方向作周期性變化的電流）通過線圈，線圈產生變化的磁場，所以線圈中產生的磁場方向是變化的；
（4）A、電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的，沒有用到化學效應，故A錯誤；
B、電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的．電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過陶瓷板下方的線圈產生磁場，磁場內的磁力線穿過鐵鍋、不銹鋼鍋等底部時，產生渦流，令鍋底迅速發熱，達到加熱食品的目的．而不是將灶面的內能傳遞給鍋體，故C錯誤；
C、電磁爐的上表面如果用金屬材料制成，使用電磁爐時，上表面材料發生電磁感應要損失電能，電磁爐上表面要用絕緣材料制作，故C錯誤；
D、電磁爐工作時，工作電路產生高頻交流電（交流電是指電流大小和方向作周期性變化的電流）通過線圈，線圈產生變化的磁場，電能轉化為磁能，當磁場內的磁感線通過鍋的底部時，鍋底會產生感應電流，這種感應電流叫做渦流，此時磁能轉化為電能，即電磁爐工作時，通過鍋體將磁能轉化為電能．故D正確；
（5）水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
消耗的電能W=0.25kW•h=0.25×3.6×10⁶J=9×10⁵J，
電磁爐的效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{9×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
故答案為：（1）C；（2）做功；（3）變化；（4）D；（5）93.3%．

點評 知道改變內能的兩種方式，并能運用熱量的計算公式和電能的計算公式進行計算是解決該題的關鍵．