Question

電磁爐憑高效、節能、衛生、安全的特點成為新一代智能灶具，其產品規格如下，根據銘牌提供的信息解答下列問題：
（1）標準大氣壓下，鍋內裝有5kg20℃的水，電磁爐通電把水加熱到沸騰，水至少吸收多少熱量？
（2）若電磁爐是正常工作，將上述水燒開，電磁爐通電20min，此過程中消耗多少電能？此電磁爐燒水時的效率是多少？
（3）家里面裝有“220V  5A，3000r/kW?h”的電能表，若僅有此電磁爐工作時，在3min內電能表表盤要轉了210圈，求這時電磁爐的功率？與銘牌相比你發現了什么問題？并解釋原因．

型號	JVC-15B
額定電壓	220V
額定功率	1500W
溫度調節范圍	70℃-150℃
機體尺寸	340×310×65（mm）
凈重	約3.5kg

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的質量、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）已知電磁爐正常工作時的功率和通電時間，利用W=Pt計算消耗的電能；水吸熱為有用的能量，電流消耗的電能為總的能量，據此求電磁爐的效率．
（3）若僅有此電磁爐工作時觀察電能表，在3min內電能表表盤要轉了210圈，利用電能表的參數“3000r/kW?h”求電磁爐工作3min消耗的電能；利用P=求電磁爐的實際功率；將計算的電磁爐的實際功率與額定功率比較進行分析．
解答：解：（1）標準大氣壓下，水沸騰時的溫度為100℃，
水吸收的熱量
Q_吸=cm（t-t）=4.2×10³ J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶ J，
（2）電磁爐正常工作，則功率為P=1500W，
所以消耗的電能W=Pt=1500W×20×60s=1.8×10⁶ J，
∴η==≈93.3%；
（3）3min內電路中消耗的電能W=kW?h=0.07kW?h，
電磁爐的實際功率P_實===1.4 kW?h=1400W＜1500W，
即實際功率小于額定功率．
原因可能是實際電壓小于額定電壓，引起實際功率小于額定功率．
答：（1）電磁爐通電把水加熱到沸騰，水至少吸收1.68×10⁶ J的熱量；
（2）電磁爐通電20min，此過程中消耗1.8×10⁶ J的電能，電磁爐燒水時的效率是93.3%．
（3）這時電磁爐的功率為1400W，與銘牌相比實際功率小于額定功率，原因可能是實際電壓小于額定電壓．
點評：本題考查吸熱計算、電功和效率計算，關鍵是知道標準大氣壓下水的沸點是100℃，知道水吸熱為有用的能量，電流消耗的電能為總的能量．