Question

電磁爐以其高效、節(jié)能、衛(wèi)生、安全成為新一代智能灶具．如圖是電磁爐的原理圖，它的內(nèi)部有一個(gè)金屬線圈，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的大小和方向是不斷變化的，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又會(huì)引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)（或鋼質(zhì)）鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，感應(yīng)電流又會(huì)在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱能便能起到加熱物體的作用從而煮食．現(xiàn)找到某一品牌電磁爐的規(guī)格如下：

型  號(hào)	JYC～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

根據(jù)題意和銘牌提供的信息回答下列問(wèn)題：
（1）根據(jù)題意找出電磁爐使用時(shí)所涉及的物理原理（至少說(shuō)三點(diǎn)）．
（2）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，鍋內(nèi)裝有5kg、20℃的水，電磁爐通電把水加熱到沸騰，水至少吸收多少熱量？
（3）把上述水燒開(kāi)，電磁爐正常工作需要20min．求此電磁爐燒水時(shí)的效率是多少？
（4）家中安裝了標(biāo)有“220V 20A，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)動(dòng)多少圈？
（5）電磁爐的優(yōu)點(diǎn)明顯，結(jié)合本題和你所學(xué)過(guò)的知識(shí)，談?wù)勈褂秒姶艩t來(lái)加熱食物時(shí)可能會(huì)有什么潛在的危害？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)對(duì)銘牌含義的掌握，分析銘牌信息答題．
（2）已知水的質(zhì)量與初末溫度，由熱量公式可以求出水吸收的熱量．
（3）由電功公式W=Pt求出電磁爐消耗的電能，然后由效率公式求出電磁爐的效率．
（4）根據(jù)電能表銘牌可知，電路每消耗1kW?h電能，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)3000轉(zhuǎn)，根據(jù)電磁爐消耗的電能求出電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)．
（5）電磁爐工作時(shí)能產(chǎn)生電磁波，據(jù)此分析電磁爐的危害．

解答：解：（1）電磁爐涉及的物理原理：①電流通過(guò)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)；②變化的磁場(chǎng)又會(huì)引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)（或鋼質(zhì)）鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流；③鍋底有電阻，感應(yīng)電流又會(huì)在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)．即電生磁、磁生電、電流的熱效應(yīng)．三個(gè)物理原理．
（2）1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，
水吸收的熱量Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（㎏?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（3）電磁爐正常工作，消耗的電能：
W=P_額t=1500W×1200s=1.8×10⁶J
燒水時(shí)的效率為η=

Q吸

W

=

1.68×106J

1.8×106J

≈93.3%；
（4）在3min內(nèi)消耗的電能是W′=P_額t′=1.5kW×

3

60

h=0.075kW?h，
那么電能表表盤要轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為n=

0.075kW?h

1kW?h 3000R

=225R；
（5）使用電磁爐來(lái)加熱食物時(shí)可能潛在的危害是容易受到強(qiáng)烈的電磁輻射，影響身體健康．
答：（1）如上所述．
（2）水吸收1.68×10⁶J的熱量．
（3）此電磁爐燒水時(shí)的效率是93.3%．
（4）電能表表盤要轉(zhuǎn)動(dòng)225圈．
（5）電磁爐產(chǎn)生的電磁波影響人體健康．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，一道綜合計(jì)算題，但難度不是很大，熟練應(yīng)用相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)即可正確解題．