Question

(2011全國初中應(yīng)用物理知識競賽題)微波爐是一種利用向食物發(fā)射微波，進而將以微波形式存在的電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來對食物加熱的廚具。因為微波可以深入食物表面內(nèi)約5 cm，因此與蒸烤類廚具比較，具有加熱更加迅速的特點。

小明家最近買了一個微波爐，他聽人們講利用微波爐對食物加熱，不僅加熱時間短，還具備加熱效率高的特點。為了驗證后一種說法，他決定借助電能表、手表、溫度計等器材實際測量一下微波爐在高火擋燒水時的效率。

為此他查看了家中微波爐后面的銘牌，上面注明額定輸入功率為1 200 W，他又查看了他家的單相電子電能表，上面注明3200 imp / kW·h(它表示每消耗電能1 kW·h，該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍3 200次)。之后，他關(guān)閉其他所有家用電器，將體積為1L、溫度為20℃的水放入微波爐并用高火開始加熱，同時用鐘表計時并記錄電能表上 面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，歷時4 min，電能表上面的發(fā)光二極管閃爍了256次，此時取出并測得水的溫度為72℃，請你幫助小明計算微波爐燒水時的效率。

微波爐中發(fā)射微波的器件叫做微波管，若某微波爐內(nèi)的微波管只有一只，且該微波管只能在額定電壓下以額定功率工作，請回答這個微波爐是如何僅僅利用這只微波管實現(xiàn)在不同擋位工作的呢?

Answer 1

解：4 min微波爐消耗電能：E=J=2.88×10⁵J。

水的質(zhì)量m=ρV=1×10³×1×10^-3kg=1kg。

水吸收熱量Q=cm(t-t₀)=4.2×10³×1×(72-20)J=2.18×10⁵J。

微波爐效率 η=Q/E=76%

當(dāng)微波爐中的微波管在額定電壓下以額定功率連續(xù)工作時，設(shè)定為高火檔；當(dāng)微波爐中的微波管在額定電壓下以額定功率間隙工作時，設(shè)定為非高火檔；且工作時間與不工作時間的比值越小，微波爐的檔位越低。