Question

11．電磁爐以其高效、衛(wèi)生、安全成為新一代智能廚具，如圖所示為電磁爐的原理圖，它的內(nèi)部有一個金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時，就會產(chǎn)生磁場，這個磁場的大小和方向是不斷變化的，這個變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)；這些熱能起到加熱食物的作用，現(xiàn)找到某一品牌的電磁爐的規(guī)格如表所示．

型號	JYC-15B
額定電壓	220V
額定功率	1500W
溫度范圍	70℃～150℃
機體尺寸	340×310×65cm
凈重	3.5kg

根據(jù)題意和銘牌提供的信息回答下列問題：
（1）根據(jù)題意找出電磁爐使用時涉及到的物理知識．（至少兩條）
（2）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，要把鍋內(nèi)裝有5kg、20℃的水燒開，水所需吸收的熱量是多少？（c_水=4.2×10³J/（kg•℃））
（3）要把上述水燒開，電磁爐正常工作需要20分鐘，求此電磁爐燒水時的效率．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)對銘牌含義的掌握，分析銘牌信息答題．
（2）已知水的質(zhì)量與初末溫度，由熱量公式可以求出水吸收的熱量．
（3）由電功公式W=Pt求出電磁爐消耗的電能，然后由效率公式求出電磁爐的效率．

解答 解：（1）電磁爐涉及的物理原理：①電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場；②變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)（或鋼質(zhì)）鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流；③鍋底有電阻，感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)．
（2）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100℃，
水吸收的熱量Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（3）電磁爐正常工作，消耗的電能：
W=P_額t=1500W×1200s=1.8×10⁶J
燒水時的效率為η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{1.8×1{0}^{6}J}$≈93.3%
答：（1）①電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場；②變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)（或鋼質(zhì)）鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流；③鍋底有電阻，感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)．
（2）水吸收1.68×10⁶J的熱量．
（3）此電磁爐燒水時的效率是93.3%．

點評 本題借電磁爐為載體考查電流的磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)、電流的熱效應(yīng)、熱量的計算和電功的計算，密切聯(lián)系生活實際，考查學(xué)生的知識應(yīng)用能力．