Question

17．小明定有一個電磁爐，額定電壓為220V，額定功率為2100W，他想知道該電磁爐的效率，進行下列實驗：他把質量為1kg、初溫為25℃的水裝入不銹鋼鍋中，用該電磁爐在額定功率下加熱至沸騰（在一標準大氣下），用了200s時間，（c_水=4.2×10³J/kg•℃）
（1）該電磁爐正常工作時的電流（保留一位小數(shù)）；
（2）水吸收的熱量；
（3）該電磁爐燒水的效率．

Answer 1

分析 （1）電磁爐正常工作時的功率和額定功率相等，利用P=UI求出電磁爐正常工作時的電流；
（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-t₀）求出水吸收的熱量；
（3）知道電磁爐的電功率和加熱時間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出消耗的電能，利益η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出該電磁爐燒水的效率．

解答 解：（1）由P=UI可得，電磁爐正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2100W}{220V}$≈9.6A；
（2）一個標準大氣壓水的沸點為100℃，則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）  
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-25℃）
=3.15×10⁵J；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的電能：
W=Pt=2100W×200s=4.2×10⁵J，
該電磁爐燒水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.15×{10}^{5}J}{4.2×{10}^{5}J}$×100%=75%．
答：（1）該電磁爐正常工作時的電流為9.6A；
（2）水吸收的熱量為3.15×10⁵J；
（3）該電磁爐燒水的效率為75%．

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，要注意一個標準大氣壓水的沸點為100℃．