Question

19．隨著人們生活水平的不斷改善，大多數(shù)家庭都用電能做飯．如圖所示是小明家剛剛買的電磁爐，其使用說明書如下：
（1）為什么要單獨(dú)使用10A以上的插座？請(qǐng)通過計(jì)算說明．
（2）小明為了測(cè)量一下電磁爐的實(shí)際功率，他首先查看自己家的電能表，表上標(biāo)有“3000r/kW•h”字樣，然后把電磁爐單獨(dú)接在220V的家庭電路中，觀察到電能表轉(zhuǎn)盤2分鐘轉(zhuǎn)過240圈，計(jì)算說明銘牌上標(biāo)的額定功率是否正確．
（3）根據(jù)第（2）題計(jì)算的該電磁爐的電功率大小，用這個(gè)電磁爐將質(zhì)量為5kg的水從20℃加熱至沸騰（氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）需要多長(zhǎng)時(shí)間？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）由電磁爐的說明書可知：電磁爐的額定電壓和額電功率，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$可知其正常工作時(shí)的電流，再與10A進(jìn)行比較即可．
（2）根據(jù)電能表轉(zhuǎn)盤2分鐘轉(zhuǎn)過240圈，求得消耗的電能，然后求出其功率，與額定功率比較即可；
（3）根據(jù)Q_吸=cm△t求出將一壺5千克的水從20℃燒至沸騰時(shí)吸收的熱量，再根據(jù)電磁爐消耗的電能等于水吸收的熱量這個(gè)等量關(guān)系，利用t=$\frac{W}{P}$求出所需時(shí)間．

解答 解：（1）由P=UI，可得，
電磁爐正常工作時(shí)的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2200W}{220V}$=10A，
因?yàn)殡姶艩t正常工作時(shí)的電流為10A，插座的額定電流應(yīng)大于這個(gè)正常電流值，
所以選擇額定電流為10A以上的插座．
（2）W=$\frac{240r}{3000r/kW•h}$=0.08kW•h，
實(shí)際功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.08kW•h}{\frac{2}{60}h}$=2.4kW=2400W，
銘牌上標(biāo)的功率是2200W，由此可知，銘牌上標(biāo)的額定功率不正確；
（3）水吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$可得，W′=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{80%}$=2.1×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，t′=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{2400W}$=875s．
答：（1）因?yàn)殡姶艩t正常工作時(shí)的電流為10A，插座的額定電流應(yīng)大于這個(gè)正常電流值，
所以選擇額定電流為10A以上的插座．
（2）銘牌上標(biāo)的額定功率不正確．
（3）需要875s時(shí)間．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流、熱量、時(shí)間的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用和對(duì)銘牌參數(shù)含義的理解和掌握．