Question

如圖為一種電磁爐的原理示意圖，它是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁化鐵磁性材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無(wú)數(shù)小的渦流（感應(yīng)電流）而產(chǎn)生焦耳熱．同時(shí)被磁化的鐵磁材料分子因摩擦，碰撞而發(fā)熱，從而使鍋體自身發(fā)熱達(dá)到加熱食物的目的．小明對(duì)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）使用電磁爐加熱食物時(shí)，不產(chǎn)生明火，無(wú)煙塵，無(wú)廢氣，清潔、高效、節(jié)能．請(qǐng)寫出2個(gè)有關(guān)電磁爐在使用中可能涉及到的物理知識(shí)：________，________．
（2）在使用電磁爐時(shí)，爐和鍋之間的熱量是由________傳遞給________的．電磁爐加熱食物的過(guò)程中消耗________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能．
（3）小明用電磁爐將質(zhì)量為2.5kg的水從20℃加熱到100℃，消耗了0.28kW?h的電能．水吸收的熱量是多少？電磁爐的效率是多少？

Answer 1

解：（1）根據(jù)電磁爐的工作原理可知，電磁爐在使用中可能涉及到的物理知識(shí)有：電流的磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)、電流的熱效應(yīng)；
（2）由于鍋體產(chǎn)生電流，電流的熱效應(yīng)而產(chǎn)生熱量，所以熱量產(chǎn)生于鍋體，所以熱量是由鍋傳給爐，電磁爐工作時(shí)，消耗了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
消耗的電能：
W=0.28kW?h=1.008×l0⁶J，
電磁爐的效率：
η=×100%=≈83.3%．
答：（1）電流的磁效應(yīng)；電磁感應(yīng)現(xiàn)象；電流的熱效應(yīng)（合理皆可）；
（2）鍋； 爐； 電； 內(nèi)；
（3）水吸收的熱量是8.4×10⁵ J，電磁爐的效率是83.3%．
分析：（1）因?yàn)楦哳l電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，說(shuō)明利用了電流的磁效應(yīng)，磁場(chǎng)的變化使鍋體形成無(wú)數(shù)小的渦流，說(shuō)明發(fā)生了電磁感應(yīng)，因?yàn)殄侒w產(chǎn)生電流而產(chǎn)生了熱，利用了電流的熱效應(yīng)；
（2）使用電磁爐時(shí)，在鍋體產(chǎn)生電流，由于電流的熱效應(yīng)而產(chǎn)生熱量，所以熱量是由鍋傳給爐，是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）已知水的質(zhì)量為2.5kg、初溫度是20℃、末溫度是100℃，根據(jù)Q_吸=c_水m_水（t-t₀）可求出水吸收的熱量，又知消耗了0.28kW?h的電能，根據(jù)η=×100%求出電磁爐的效率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱量及效率的計(jì)算，是一道電熱綜合題，比較貼近生活，能使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用，是一道好題．