Question

20．微波爐是現代家庭中的烹飪工具，接通電源后微波爐內的磁控管能產生頻率很高波長很短的電磁波，故稱為微波．微波有以下重要特性：（1）微波的傳遞速度等于光速，微波遇到金屬物體，會像光遇到鏡子一樣地發(fā)生反射．（2）微波遇到絕緣材料，如玻璃、塑料等，會像光透過玻璃一樣順利通過．（3）微波遇到含水的食品，能夠被吸收，引起食物內部分子發(fā)生劇烈的振動，達到加熱食物的目的．（4）過量的微波照射對人體有害．
（1）微波爐是使用微波來加熱食物的．
（2）微波在真空中的傳播速度為3×10⁸m/s．
（3）若一束微波與金屬板成30°角射向金屬扳，反射時反射角為60°．
（4）為防止微波泄漏對人體造成傷害，往玻璃爐門內側應裝有金屬物體．
（5）小明家使用的微波爐功率為1000W，小明用該微波爐加熱質量為300g、溫度為20℃的水至沸騰，用時2min，這段時間內微波爐的效率是多少？[C_水=4.2×10³J/（kg•℃），盛水容器吸熱不計，氣壓為一個標準大氣壓]．

Answer 1

分析 （1）微波爐是使用微波來加熱食物的；
（2）微波是一種電磁波，其在真空中的傳播速度與光速相同；
（3）微波束射到金屬板上時，反射角與入射角相同，是微波束與金屬板夾角的余角；
（4）微波遇到絕緣材料，如玻璃、塑料等，會順利通過，但遇到金屬則不能通過；
（5）一個標準大氣壓下水的沸點為100℃，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，根據P=$\frac{W}{t}$求出電磁爐消耗的電能，利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出這段時間內微波爐的效率．

解答 解：（1）微波爐是使用微波來加熱食物的；
（2）微波可以在真空中傳播，其速度是3×10⁸m/s；
（3）微波束射到金屬板上反射時的反射角是：90°-30°=60°；
（4）在微波爐門內側應裝上金屬網，微波就不會泄露到外面，能避免對人體造成傷害；
（5）一個標準大氣壓下水的沸點為100℃，則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.3kg×（100℃-20℃）
=1.008×10⁵J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，微波爐消耗電能：
W=Pt=1000W×2×60s=1.2×10⁵J，
微波爐的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{1.008×1{0}^{5}J}{1.2×1{0}^{5}J}$×100%=84%
故答案為：（1）微波；  （2）3.0×10⁸（3）60°；  （4）金屬物體；  （5）這段時間內微波爐的效率是84%．

點評 本題考查了電磁波的傳播和光的反射、電功與熱量的綜合計算，要注意一個標準大氣壓下水的沸點為100℃．