Question

如圖為一種電磁爐的原理示意圖，它是利用高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場，磁化鐵磁性材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無數小的渦流（感應電流）而產生焦耳熱．同時被磁化的鐵磁材料分子因摩擦，碰撞而發熱，從而使鍋體自身發熱達到加熱食物的目的．小明對家里的電磁爐進行研究，電磁爐的功率調節范圍是120W～2200W．
（1）使用電磁爐加熱食物時，不產生明火，無煙塵，無廢氣，清潔、高效、節能．請寫出2個有關電磁爐在使用中可能涉及到的物理知識：________，________．
（2）在使用電磁爐時，爐和鍋之間的熱量是由________傳遞給________的．電磁爐加熱食物的過程中消耗________能轉化為________能．
（3）小明用電磁爐將質量為2.5kg的水從20℃加熱到100℃，消耗了0.28kW?h的電能．水吸收的熱量是多少？電磁爐的效率是多少？

Answer 1

解：（1）根據電磁爐的工作原理可知，電磁爐在使用中可能涉及到的物理知識有：電流的磁效應、電磁感應、電流的熱效應；
（2）由于鍋體產生電流，電流的熱效應而產生熱量，所以熱量產生于鍋體，所以熱量是由鍋傳給爐，電磁爐工作時，消耗了電能轉化為內能；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
消耗的電能：
W=0.28kW?h=1.008×l0⁶J，
電磁爐的效率：
η=×100%=≈83.3%．
答：（1）電流的磁效應；電磁感應現象；電流的熱效應（合理皆可）；
（2）鍋； 爐； 電； 內；
（3）水吸收的熱量是8.4×10⁵ J，電磁爐的效率是83.3%．
分析：（1）因為高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場，說明利用了電流的磁效應，磁場的變化使鍋體形成無數小的渦流，說明發生了電磁感應，因為鍋體產生電流而產生了熱，利用了電流的熱效應；
（2）使用電磁爐時，在鍋體產生電流，由于電流的熱效應而產生熱量，所以熱量是由鍋傳給爐，是電能轉化為內能；
（3）已知水的質量為2.5kg、初溫度是20℃、末溫度是100℃，根據Q_吸=c_水m_水（t-t₀）可求出水吸收的熱量，又知消耗了0.28kW?h的電能，根據η=×100%求出電磁爐的效率．
點評：本題考查了熱量及效率的計算，是一道電熱綜合題，比較貼近生活，能使學生覺得學了物理有用，是一道好題．