(2010?合肥三模)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(nèi)部有一個(gè)金屬線圈,當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),這個(gè)變化的磁場(chǎng)又會(huì)引起電磁爐上面的鐵質(zhì)鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流(即渦流),渦流使鍋體鐵分子
高速無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)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(lái)自于鍋具本身而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導(dǎo)給鍋具,
它是完全區(qū)別于傳統(tǒng)的靠熱傳導(dǎo)來(lái)加熱食物的廚具.
請(qǐng)問(wèn):
(1)電磁爐與普通的電爐相比,誰(shuí)的熱效率更高?為什么?
(2)該電磁爐在正常工作時(shí),通過(guò)的電流是多少?
(3)該電磁爐在正常工作時(shí),將1L溫為25℃的水加熱到100℃,需要的時(shí)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﹒℃) )
型號(hào) 額定電壓 額定功率 頻率 防電保護(hù)類
103B--55 220V 2000 50HZ I
分析:(1)電磁爐煮食的熱源來(lái)自于鍋具本身而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導(dǎo)給鍋具,它是完全區(qū)別于傳統(tǒng)的靠熱傳導(dǎo)來(lái)加熱食物的廚具,熱散失少,電磁爐的熱效率更高;
(2)由電磁爐的銘牌可知額定電壓和額定功率,根據(jù)I=
P
U
求出正常工作時(shí)通過(guò)的電流;
(3)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=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(shí)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.
解答:解:(1)因電磁爐煮食的熱源來(lái)自于鍋具本身而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導(dǎo)給鍋具,減少了熱量損失.所以電磁爐的熱效率更高;
(2)正常工作時(shí)通過(guò)的電流:
I=
P
U
=
2000W
220V
≈9.1A;
(3)水吸收的熱量:
Q=cm(t1-t2)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(100℃-25℃)=3.15×105J,
加熱水消耗的電能:
W=Pt=2000W×175s=3.5×105J,
電磁爐的熱效率:
η=
Q
W
=
3.15×105J
3.5×105J
=90%.
答:(1)電磁爐與普通的電爐相比,電磁爐的熱效率更高;
(2)正常工作時(shí)通過(guò)的電流約為9.1A;
(3)消耗的電能是3.5×105J,電磁爐的熱效率是90%.
點(diǎn)評(píng):本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題,與實(shí)際生活相聯(lián)系,使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用,認(rèn)真閱讀題干內(nèi)容,了解電磁爐的加熱原理是本題的突破口.
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