Question

小明家新買了一個(gè)微波爐，他聽人們講利用微波爐對(duì)食物加熱，不僅加熱時(shí)間短，還具備加熱效率高的特點(diǎn)．為了驗(yàn)證后一種說(shuō)法，他決定借助電能表、手表、溫度計(jì)等器材實(shí)際測(cè)量一下微波爐在高火擋燒水時(shí)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1000W，他又查看了他家的單相電子電能表，上面注明3200imp/kW?h（它表示每消耗電能1kW?h，該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍3200次）．之后，他關(guān)閉其他所有家用電器，將體積為1L、溫度為20°C的水放入微波爐并用高火開始加熱，同時(shí)用鐘表計(jì)時(shí)并記錄電能表上面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，歷時(shí)4min，電能表上面的發(fā)光二極管閃爍了288次，此時(shí)取出并測(cè)得水的溫度為76°C．則：
（1）4分鐘微波爐消耗的電能是多少？
（2）微波爐燒水時(shí)的效率是多少？（保留一位小數(shù)）

Answer 1

解：（1）4min微波爐消耗的電能：
W==0.09kw?h=3.24×10⁵J；
（2）V=1L=10^-3m³；
①水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×10^-3m³=1kg；
②水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0kg×（76-20）°C=2.352×10⁵J；
③微波爐燒水時(shí)的效率：
η=×100%=×100%=72.6%．
答：（1）4分鐘微波爐消耗的電能是3.24×10⁵J；
（2）微波爐燒水時(shí)的效率是72.6%．
分析：（1）已知發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)為288次，根據(jù)“3200imp/kW?h（它表示每消耗電能1kW?h，該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍3200次）”可計(jì)算出在4min內(nèi)微波爐消耗的電能；
（2）①已知水的體積，利用m=ρV可以計(jì)算出水的質(zhì)量；已知水的質(zhì)量，水的初溫、末溫、利用Q=cm△t計(jì)算出水吸收的熱量；
②微波爐的效率等于水吸收的熱量與微波爐消耗的電能之比．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，利用所學(xué)知識(shí)解決生活中的疑難問題，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，有意義！