Question

3．某中學(xué)學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，幾名同學(xué)對(duì)家用微波爐的實(shí)際功率和加熱效率進(jìn)行了研究，如表所示為記錄的相關(guān)內(nèi)容．

主要器材	微波爐	電能表
相關(guān)資料	額定電壓220V 頻率50Hz	220V　　　10（20）A 50Hz　　　600revs/kW•h
活動(dòng)記錄	①取體積為0.5L的水，測(cè)得水的初溫為20℃ ②關(guān)閉家中其它用電器，只將該微波爐接入電路中，讓其單獨(dú)工作 ③用微波爐給水加熱2min后，水的溫度達(dá)到60℃ ④測(cè)得電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了12轉(zhuǎn)

在用微波爐給水加熱的2min內(nèi)，求：
（1）水吸收的熱量．[c_水=4.2×l0³J/（kg•℃）]
（2）微波爐的實(shí)際功率．
（3）微波爐的加熱效率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，先利用m=ρV求出水的質(zhì)量，再由公式Q=cm（t-t₀）可求水吸收的熱量；
（2）由電能表的參數(shù)和電能表的轉(zhuǎn)數(shù)可求消耗的電能，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求實(shí)際功率；
（3）微波爐燒水的效率等于水吸收的熱量與微波爐消耗電能的比值．

解答 解：
（1）水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.5×10^-3m³=0.5kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁴J；
（2）微波爐1min消耗電能：
W=$\frac{12r}{600r/kW•h}$=0.02kW•h=7.2×10⁴J，
微波爐的實(shí)際功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}J}{1×60s}$=1200W；
（3）微波爐工作2min消耗的電能：
W_總=2×W=2×7.2×10⁴J=1.44×10⁵J，
微波爐的加熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{4}J}{1.44×1{0}^{5}J}$×100%≈58%．
答：（1）水吸收的熱量為8.4×10⁴J；
（2）微波爐的實(shí)際功率為1200W；
（3）微波爐的加熱效率為58%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量、功率、效率的計(jì)算，涉及的公式較多，要正確辨析各物理量的關(guān)系，綜合性強(qiáng)．