Question

圖1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)，磁化鐵磁材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無數(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．
（1）在使用電磁爐時(shí)，鍋體內(nèi)能的增加是通過________的方法獲得的，食物內(nèi)能的增加是通過________的方法獲得的．（兩空均選填“做功”或“熱傳遞”）
（2）某款電磁爐性能參數(shù)如表所示，操作面版如圖2所示．

型號(hào)	額定電壓	額定功率	功率調(diào)節(jié)范圍	溫度調(diào)節(jié)范圍	熱效率
SK2105	220V 50Hz	2100W	120W-2100W	70℃-270℃	（大于）90%

根據(jù)上表數(shù)據(jù)計(jì)算：
①在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，一鍋質(zhì)量為3kg、溫度為22℃的水燒開需要吸收多少熱量？
②若電磁爐工作電壓正常，則燒開①中的水最多需要多少時(shí)間？（不計(jì)鍋吸熱及熱散失）

Answer 1

解：（1）在使用電磁爐時(shí)，鍋體內(nèi)能的增加是通過電能轉(zhuǎn)化而來的，故該過程是電流做功的過程，故是通過做功的方法獲得內(nèi)能的，食物內(nèi)能的增加是通過熱傳遞的方法獲得的；
（2）①據(jù)題意可知，此時(shí)水所吸收的熱量是：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（100-22）℃=9.828×10⁵J；
②取最低熱效率90%，溫度調(diào)節(jié)最低為100℃，否則不能將水燒開．
故據(jù)公式η=可知，此時(shí)所消耗的電能是；
故據(jù)公式W=Pt可知，此時(shí)消耗這些電能所用的時(shí)間是：；
答：（1）在使用電磁爐時(shí)，鍋體內(nèi)能的增加是通過 做功的方法獲得的，食物內(nèi)能的增加是通過熱傳遞的方法獲得的；（2）①在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，一鍋質(zhì)量為3kg、溫度為22℃的水燒開需要吸收的熱量是9.828×10⁵J；②若電磁爐工作電壓正常，則燒開①中的水最多需要的時(shí)間是36.4min．
分析：（1）改變內(nèi)能的方式有兩種，即做功和熱傳遞，做功改變內(nèi)能屬于能量的轉(zhuǎn)化，而熱傳遞改變內(nèi)能的過程是能量的轉(zhuǎn)移過程．
（2）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫（一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃），利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量．
（3）知道電磁爐所產(chǎn)生的熱量是其所消耗的電能轉(zhuǎn)化而來的，故據(jù)水所吸收的熱量和熱效率可計(jì)算出所消耗的電能，故在據(jù)公式W=Pt可計(jì)算出電流所消耗這些電能時(shí)所用的時(shí)間．
點(diǎn)評(píng)：知道改變內(nèi)能的兩種方式，并能運(yùn)用熱量的計(jì)算公式和電能的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算是解決該題的關(guān)鍵．