Question

19．閱讀短文，回答問題：
                                                                 電磁爐
    電磁爐又名電磁灶，是現(xiàn)代廚房革命的產(chǎn)物，它無需明火或傳導(dǎo)式加熱而讓熱直接在鍋底產(chǎn)生，因此熱效率得到了極大的提高，是一種高效節(jié)能廚具，完全區(qū)別于傳統(tǒng)所有的有火或無火傳導(dǎo)加熱廚具，圖甲為電磁爐的實(shí)物圖，圖乙是原理示意圖．

        它主要由線圈、陶瓷面板、金屬鍋體、工作電路和控制電路等組成，電磁爐工作時(shí)，工作電路產(chǎn)生高頻交流電（交流電是指電流大小和方向作周期性變化的電流）通過線圈，線圈產(chǎn)生變化的磁場，電能轉(zhuǎn)化為磁能，當(dāng)磁場內(nèi)的磁感線通過鍋的底部時(shí)，鍋底會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流叫做渦流，此時(shí)磁能轉(zhuǎn)化為電能，渦流同其它電流一樣，通過電阻時(shí)要產(chǎn)生熱，由于鍋底存在電阻，所以鍋底本身自行高速發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在電磁爐上使用的鍋體要求是鐵質(zhì)炊具，其他材質(zhì)的炊具會(huì)造成電磁爐負(fù)荷異常而啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)，不能正常工作．
（1）下列材料中適用于做電磁爐上使用的鍋具的是C．
    A．銅                    B．鋁                    C．鐵                    D．陶瓷
（2）電磁爐在使用時(shí)，鍋體內(nèi)能增大是通過做功（做功/熱傳遞）方式實(shí)現(xiàn)的．
（3）線圈中產(chǎn)生的磁場方向是否變化？變化（填“變化”或“不變化”）．
（4）下列與電磁爐相關(guān)的說法中正確的是D．
    A．電磁爐利用了電流的化學(xué)效應(yīng)
    B．電磁爐工作時(shí)將灶面的內(nèi)能傳遞給鍋體
    C．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞減少熱損耗
    D．電磁爐中將磁能轉(zhuǎn)化為電能的部件是鍋體
（5）如果用某品牌電磁爐將質(zhì)量為2.5kg的水從20℃加熱到100℃，消耗了0.25kW•h的電能，那么該電磁爐的效率是93.3%．

Answer 1

分析 （1）電磁爐是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場，磁化鐵質(zhì)鐵鍋，從而形成無數(shù)個(gè)小渦流（即電流），加速鍋底分子運(yùn)動(dòng)，使鍋底自身發(fā)熱達(dá)到加熱食品的目的，必須使用鐵質(zhì)鍋具才被磁化形成渦流．
（2）改變內(nèi)能的方式：做功和熱傳遞．
（3）電磁爐工作時(shí)，工作電路產(chǎn)生高頻交流電（交流電是指電流大小和方向作周期性變化的電流）通過線圈，線圈產(chǎn)生變化的磁場；
（4）電磁爐是利用感應(yīng)電流使鍋體發(fā)熱而工作的；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量的變化率成正比，與磁場變化的頻率有關(guān)；鍋體只能使用鐵磁性材料．
（5）利用Q=cm△t可求得水吸收的熱量，已知消耗的電能，利用η=$\frac{Q}{W}$可求得電磁爐的效率．

解答 解：（1）由材料中“在電磁爐上使用的鍋體要求是鐵質(zhì)炊具，其他材質(zhì)的炊具會(huì)造成電磁爐負(fù)荷異常而啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)，不能正常工作”可知，適用于做電磁爐上使用的鍋具的是鐵；
（2）在使用電磁爐時(shí)，鍋體內(nèi)能的增加是通過電能轉(zhuǎn)化而來的，故該過程是電流做功的過程，故是通過做功的方法獲得內(nèi)能的．
（3）因?yàn)殡姶艩t工作時(shí)，工作電路產(chǎn)生高頻交流電（交流電是指電流大小和方向作周期性變化的電流）通過線圈，線圈產(chǎn)生變化的磁場，所以線圈中產(chǎn)生的磁場方向是變化的；
（4）A、電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理對食品進(jìn)行加熱的，沒有用到化學(xué)效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B、電磁爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理對食品進(jìn)行加熱的．電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過陶瓷板下方的線圈產(chǎn)生磁場，磁場內(nèi)的磁力線穿過鐵鍋、不銹鋼鍋等底部時(shí)，產(chǎn)生渦流，令鍋底迅速發(fā)熱，達(dá)到加熱食品的目的．而不是將灶面的內(nèi)能傳遞給鍋體，故C錯(cuò)誤；
C、電磁爐的上表面如果用金屬材料制成，使用電磁爐時(shí)，上表面材料發(fā)生電磁感應(yīng)要損失電能，電磁爐上表面要用絕緣材料制作，故C錯(cuò)誤；
D、電磁爐工作時(shí)，工作電路產(chǎn)生高頻交流電（交流電是指電流大小和方向作周期性變化的電流）通過線圈，線圈產(chǎn)生變化的磁場，電能轉(zhuǎn)化為磁能，當(dāng)磁場內(nèi)的磁感線通過鍋的底部時(shí)，鍋底會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流叫做渦流，此時(shí)磁能轉(zhuǎn)化為電能，即電磁爐工作時(shí)，通過鍋體將磁能轉(zhuǎn)化為電能．故D正確；
（5）水吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
消耗的電能W=0.25kW•h=0.25×3.6×10⁶J=9×10⁵J，
電磁爐的效率η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{9×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%．
故答案為：（1）C；（2）做功；（3）變化；（4）D；（5）93.3%．

點(diǎn)評(píng) 知道改變內(nèi)能的兩種方式，并能運(yùn)用熱量的計(jì)算公式和電能的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算是解決該題的關(guān)鍵．