Question

電磁爐是種新型炊具，它具有加熱快，效率高，節能環保，使用方便等特點，其工作原理是利用感應線圈通以交流電產生交變磁場，在其烹飪鍋體內產生渦流，使運動電子與金屬正離子發生頻繁碰撞，從而產生大量的熱，這種熱直接發生于鍋體本身，故熱能損耗小，熱效率高達80%且加熱均勻，烹調迅速，節能省電．小華在一次課外活動中，對家用電磁爐進行了相關的觀察和研究，并記錄了有關數據，如下表：

觀察對象	有關記錄和相關活動
觀察電磁爐銘牌	U額=220V，P額=1kW
觀察電能表的銘牌	220V 　10（40）A 50Hz 2000r/kWh
用電磁爐加熱一壺水（水的質量m=2kg，初溫t=30℃）	關閉家里其他用電器，只將電磁爐接入電路燒水觀察電能表，表盤在5min內轉了150r，此時用溫度計測得的水溫為50℃

請你就他在活動中獲得的有關資料，求解或提出有關問題：
（1）加熱5min，水所吸收的熱量；
（2）電磁爐工作5min消耗的電能；
（3）電磁爐的功率；
（4）請你將（3）的結果與他在活動中的有關數據進行比較，發現了什么新問題？并解釋原因．

Answer 1

解：（1）Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（50℃-30℃）=1.68×10⁵J；
（2）電磁爐工作5min消耗的電能：
W=；
（3）電磁爐的功率：
；
（4）∵P=900W＜P_額，
∴電磁爐兩端的電壓比額定電壓要低，電磁爐沒有正常工作．
答：（1）加熱5min，水所吸收的熱量為1.68×10⁵J；
（2）電磁爐工作5min消耗的電能為2.7×10⁵J；
（3）電磁爐的功率為900W；
（4）電磁爐的實際功率小于額定功率，這說明電磁爐兩端的電壓比額定電壓要低，電磁爐沒有正常工作．
分析：（1）知道水壺內水的質量、水的比熱容、水溫度的變化，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）知道只將電磁爐接入電路燒水觀察電能表，表盤在5min內轉了150r，利用電能表的參數“2000r/kWh”求電磁爐工作5min消耗的電能；
（3）知道電磁爐工作5min消耗的電能，利用求電磁爐的功率；
（4）將計算的電磁爐的實際功率與額定功率比較進行分析．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活相聯系，涉及到了實際電壓、實際功率、額定電壓、額定功率、消耗電能的計算，對電能表參數的理解、電功率的計算、熱量公式的運用，屬于難題．