Question

20．小科對(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120W～2200W：
（1）小科用電磁爐將質(zhì)量為2.5kg的水從20℃加熱到100℃，消耗了0.28kw•h的電能，水吸收的熱量是多少？這時(shí)電磁爐的效率是多少？
（2）小科用電磁爐煮粥．先用大火將水燒開，后用小火煮．這段時(shí)間電功率隨時(shí)間變化如圖所示，則第4分鐘通過電磁爐的電流是多少？[水的比熱是4.2×10³J/（kg．℃），家庭電路的電壓為220V]．

Answer 1

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；知道消耗的電能，利用效率公式求電磁爐的效率；
（2）從電功率隨時(shí)間變化圖象上得出第4分鐘電磁爐的電功率，利用P=UI變形公式求此時(shí)通過電磁爐的電流．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
消耗的電能：
W=0.28kW•h=0.28×3.6×10⁶J=1.008×10⁶J，
電磁爐的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{1.008×1{0}^{6}J}$×100%≈83.3%；
（2）由圖知，第4分鐘電磁爐的電功率P=2200W，
由P=UI可得，通過電磁爐的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A．
答：
（1）水吸收的熱量是8.4×10⁵J，這時(shí)電磁爐的效率是83.3%；
（2）第4分鐘通過電磁爐的電流是10A．

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．