Question

電磁爐憑高效、節(jié)能、衛(wèi)生、安全的特點(diǎn)成為新一代智能灶具，其產(chǎn)品規(guī)格如下，根據(jù)銘牌提供的信息解答下列問題：
（1）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，鍋內(nèi)裝有5kg20℃的水，電磁爐通電把水加熱到沸騰，水至少吸收多少熱量？
（2）若電磁爐是正常工作，將上述水燒開，電磁爐通電20min，此過程中消耗多少電能？此電磁爐燒水時(shí)的效率是多少？
（3）家里面裝有“220V　5A，3000r/kW?h”的電能表，若僅有此電磁爐工作時(shí)，在3min內(nèi)電能表表盤要轉(zhuǎn)了210圈，求這時(shí)電磁爐的功率？與銘牌相比你發(fā)現(xiàn)了什么問題？并解釋原因．

型號(hào)	JVC-15B
額定電壓	220V
額定功率	1500W
溫度調(diào)節(jié)范圍	70℃-150℃
機(jī)體尺寸	340×310×65（mm）
凈重	約3.5kg

Answer 1

解：（1）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水沸騰時(shí)的溫度為100℃，
水吸收的熱量
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³ J/（kg?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶ J，
（2）電磁爐正常工作，則功率為P=1500W，
所以消耗的電能W=Pt=1500W×20×60s=1.8×10⁶ J，
∴η==≈93.3%；
（3）3min內(nèi)電路中消耗的電能W=kW?h=0.07kW?h，
電磁爐的實(shí)際功率P_實(shí)===1.4 kW?h=1400W＜1500W，
即實(shí)際功率小于額定功率．
原因可能是實(shí)際電壓小于額定電壓，引起實(shí)際功率小于額定功率．
答：（1）電磁爐通電把水加熱到沸騰，水至少吸收1.68×10⁶ J的熱量；
（2）電磁爐通電20min，此過程中消耗1.8×10⁶ J的電能，電磁爐燒水時(shí)的效率是93.3%．
（3）這時(shí)電磁爐的功率為1400W，與銘牌相比實(shí)際功率小于額定功率，原因可能是實(shí)際電壓小于額定電壓．
分析：（1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水溫度的變化，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）已知電磁爐正常工作時(shí)的功率和通電時(shí)間，利用W=Pt計(jì)算消耗的電能；水吸熱為有用的能量，電流消耗的電能為總的能量，據(jù)此求電磁爐的效率．
（3）若僅有此電磁爐工作時(shí)觀察電能表，在3min內(nèi)電能表表盤要轉(zhuǎn)了210圈，利用電能表的參數(shù)“3000r/kW?h”求電磁爐工作3min消耗的電能；利用P=求電磁爐的實(shí)際功率；將計(jì)算的電磁爐的實(shí)際功率與額定功率比較進(jìn)行分析．
點(diǎn)評(píng)：本題考查吸熱計(jì)算、電功和效率計(jì)算，關(guān)鍵是知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是100℃，知道水吸熱為有用的能量，電流消耗的電能為總的能量．