20.小明對(duì)家里的電磁爐進(jìn)行研究,電磁爐的功率調(diào)節(jié)范圍是120-2200W.
(1)小明用電磁爐將質(zhì)量為2kg的水從25℃加熱到100℃,消耗了0.25kW.h的電能.求此過程中電磁爐的加熱效率;
(2)小明用電磁爐煮粥,先用大火將水燒開,后用小火煮.這段時(shí)間電磁爐的電功率隨時(shí)間變化如圖所示,求:這次煮粥共消耗多少電能.[水的比熱容是4.2×103J/(kg),家庭電路的電壓為220V]
(3)求第8分鐘時(shí)通過電磁爐的電流是多大.

分析 (1)知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫,利用吸熱公式Q吸=cm(t-t0)求水吸收的熱量,又知道消耗的電能,利用效率公式求電磁爐的效率;
(2)由圖示圖象求出功率與時(shí)間,然后由W=Pt可以求出消耗的電能.
(3)從電功率隨時(shí)間變化圖象上得出第8分鐘,電磁爐的電功率,利用P=UI求此時(shí)通過電磁爐的電流.

解答 解:(1)水吸收的熱量:
Q=cm(t-t0
=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃-20℃)
=6.72×105J,
消耗的電能:
W=0.25kW•h=0.25×3.6×106J=9×105J,
電磁爐的效率:
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{9×1{0}^{5}J}$×100%≈74.7%;
(2)整個(gè)過程消耗的電能:
W=P1t1+P2t2=2200W×5×60s+800W×10×60s=1.14×106J;
(3)由圖知,第8分鐘電磁爐的電功率P=800W,
由P=UI可得,通過電磁爐的電流:
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{800W}{220V}$≈3.6A.
答:(1)水吸收的熱量是6.72×105J,這時(shí)電磁爐的效率是74.7%;
(2)整個(gè)過程消耗的電能是1.14×106J.
(3)第8分鐘通過電磁爐的電流是3.6A.

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合計(jì)算題,考查了熱量的計(jì)算、電磁爐的效率、電功率公式P=UI的應(yīng)用,從P-t圖象得出相關(guān)信息是解本題的關(guān)鍵之一.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2)小剛將電路的錯(cuò)誤連線改正后,閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈泡不亮,電流表指針幾乎不動(dòng),電壓表有示數(shù),故障可能為燈泡斷路(選填“燈泡短路”、“燈泡斷路”或“滑動(dòng)變阻器斷路”);解除故障后開始實(shí)驗(yàn),開關(guān)閉合前,滑片P應(yīng)滑到變阻器的最右端 (填“左”或“右”).

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