Question

10．小明對家里的電磁爐進(jìn)行研究，電磁爐的功率調(diào)節(jié)范圍是120W-2200W，
（1）小明用電磁爐將質(zhì)量為2kg的水從20℃加熱到100℃，消耗了0.2kw•h的電能．水吸收的熱量是多少？這時電磁爐的效率是多少？
（2）小明用電磁爐煮粥，先用大火將水燒開，后用小火煮．這段時間電功率隨時間變化如圖所示，求整個過程消耗的電能是多少？
（3）煮粥時為什么不一直用大火煮，而是水開后要改用小火煮，寫出小火煮粥的原因和好處？

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，又知道消耗的電能，利用效率公式求電磁爐的效率；
（2）由圖示圖象求出功率與時間，然后由W=Pt可以求出消耗的電能．
（3）從節(jié)約能源的角度分析答題．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）
=6.72×10⁵J，
消耗的電能：
W=0.2kW•h=0.2×3.6×10⁶J=7.2×10⁵J，
電磁爐的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{7.2×1{0}^{5}J}$×100%≈93.3%；
（2）整個過程消耗的電能：
W=P₁t₁+P₂t₂=2200W×5×60s+800W×10×60s=1.14×10⁶J；
（3）先用大火，水開后要改用小火煮，可以節(jié)省電能．
答：（1）水吸收的熱量是6.72×10⁵J，這時電磁爐的效率是93.3%；
（2）整個過程消耗的電能是1.14×10⁶J．
（3）可以節(jié)約電能．

點(diǎn)評 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．