Question

微波爐是一種清潔衛(wèi)生無污染的家用電器．某微波爐的銘牌如下表所示．將體積為275mL、初溫是20℃的水放入該微波爐中用最大功率加熱1min，取出后測得水溫是40℃．已知水的比熱容是4.2×10³J/（Kg?℃）．求：

防觸電保護類型I型	額定容積20L
型號NN-S313WF	質量12Kg
電源220V  50Hz	最大功率1100W

（1）微波爐加熱時，電路中的電流是多少？
（2）加熱過程中消耗的電能是多少？
（3）微波爐在這次加熱水的過程中的效率有多大？
（4）結合實際的加熱過程，請至少提出一條如何提高微波爐加熱水的效率的方法．

Answer 1

分析：（1）由微波爐銘牌信息可知額定電壓及額定功率，則由功率公式可求得電流中的電流；
（2）由電功公式W=Pt可求得加熱中所消耗的電能；
（3）先求得水的質量，再由比熱公式可求得水加熱過程中所吸收的熱量．由電功公式計算電流做的功，再計算效率后比較．
（4）微波爐的效率就等于熱量與電能的比值；可從選擇微波爐的材料這一角度來分析．

解答：解：（1）根據P=UI得，I=

P

U

=

1100W

220V

=5A；
答：（1）微波爐工作時的電流為5A．
（2）根據W=Pt得，微波爐消耗的電能是：W=Pt=1100W×60s=6.6×10⁴J；
答：1分鐘內微波爐所消耗的電能為6.6×10⁴J．
（3）消耗的電能W=Pt=1100W×60s=6.6×10⁴J．
η=

Q

W

×100%=

60900J

66000J

×100%=92.3%
答：這臺微波爐的效率為92.3%．
（3）根據ρ=

m

V

得：m=ρV=1.0×10³kg/m³×275×10^-6m³=0.275kg，
Q=cm（t-t₀）得，水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.275kg×（40℃-20℃）=2.31×10⁴J．
消耗的電能W=6.6×10⁴J．
η=

Q

W

×100%=

2.31×104J

6.6×104J

×100%=35%
答：這臺微波爐的效率為35%．
（4）為了提高微波爐的效率，盛放容器應選用比熱容小的材料做成，這樣熱量的損失少，效率就高．

點評：本題考查了電功公式及比熱公式的應用，其中要注意第二問中可利用W=UIt求得電功，電功的單位也可用kw?h表示．本題是一道電學與熱學的綜合應用題．與生活相連，使學生覺得學了物理有用，且加強了學生的節(jié)能環(huán)保的意識．