Question

媽媽新買一臺電磁爐，好奇的小明立即翻開說明書．

（1）為什么要單獨使用10A以上的插座？請通過計算說明．
（2）小明想要用該電磁爐來燒水，他把2kg的水裝入如圖所示的鐵鍋中，在1標準大氣壓下，將這樣一壺水從20℃燒至沸騰，水吸收的熱量是多少？[水的比熱容為4.2×10³J/]
（3）已知電磁爐的加熱效率為96%[提示：電熱水器熱效率96%指電熱管所放出的熱量96%被水吸收]，則在額定電壓下加熱這樣一壺水需要多長時間？

Answer 1

【答案】分析：（1）通過電磁爐使用說明書可以知道額定電壓和額電功率，利用公式I=求出電流，再與10A進行比較即可．
（2）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫（一個標準大氣壓水的沸點為100℃），利用吸熱公式Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量；
（3）根據加熱效率求出電磁爐消耗電能產生的熱量，再根據Q=W=Pt求出在額定電壓下加熱這樣一壺水需要的時間．
解答：解：（1）電磁爐的額定功率為2200W，額定電壓為220V，
根據P=UI可得，電磁爐正常工作時的電流：
I===10A，
∵因為電磁爐正常工作時的電流為10A，插座的額定電流應大于這個正常電流值，
∴選擇額定電流為10A以上的插座；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（3）∵電磁爐的加熱效率為96%，
∴電磁爐消耗電能產生的熱量：
Q_放===7×10⁵J，
∵Q=W=Pt，
∴在額定電壓下加熱這樣一壺水需要的時間：
t==≈318.2s．
答：（1）因為電磁爐正常工作時的電流為10A，插座的額定電流應大于這個正常電流值，所以要單獨使用10A以上的插座；
（2）水吸收的熱量是6.72×10⁵J；
（3）在額定電壓下加熱這樣一壺水約需要318.2s．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活相連，要求靈活運用吸熱公式、效率公式和電功率公式，能從銘牌得出相關信息（額定電壓和額定功率）是本題的關鍵．