Question

電磁爐是一種新型灶具，如圖所示是電磁爐的原理圖：爐子的內部有一個金屬線圈，當電流通過線圈時會產生磁場，這個變化的磁場又會引起電磁爐上面的鐵質鍋底內產生感應電流（即渦流），渦流使鍋體鐵分子高速無規(guī)則熱運動，分子互相碰撞、摩擦而產生熱能，從而迅速使鍋體及食物的溫度升高．所以電磁爐煮食的熱源來自于鍋具本身而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導給鍋具，它是完全區(qū)別于傳統(tǒng)的靠熱傳導來加熱食物的廚具．請問：
（1）電磁爐與普通的電爐相比，誰的熱效率更高？為什么？
（2）某同學用功率為2000W的電磁爐，將1㎏初溫為25℃的水加熱到100℃，需要的時間為2分55秒，則消耗的電能是多少？電磁爐的熱效率是多少？（水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃） ）

Answer 1

解：（1）因為電磁爐是利用鍋體本身發(fā)熱來加熱食物，沒有爐具向鍋體傳熱的過程，熱散失少，所以電磁爐的熱效率更高；
（2）加熱水消耗的電能：
W=Pt=2000W×175s=3.5×10⁵J，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm_水△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×1kg×（100℃-25℃）
=3.15×10⁵J，
電磁爐的熱效率：
η=×100%=×100%=90%．
答：（1）電磁爐與普通的電爐相比，電磁爐的熱效率更高；
（2）消耗的電能是3.5×10⁵J，電磁爐的熱效率是90%．
分析：（1）電磁爐煮食的熱源來自于鍋具本身而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導給鍋具，它是完全區(qū)別于傳統(tǒng)的靠熱傳導來加熱食物的廚具，熱散失少，電磁爐的熱效率更高；
（2）知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量（有用能量）；知道電磁爐的電功率和加熱時間，利用W=Pt求消耗的電能（總能量），再利用效率公式求電磁爐的熱效率．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與實際生活相聯(lián)系，使學生覺得學了物理有用，認真閱讀題干內容，了解電磁爐的加熱原理是本題的突破口．