Question

2．小明家最近買了一個微波爐，他聽人們講利用微波爐對食物加熱，不僅加熱時間短，還具備加熱效率高的特點．為了驗證后一種說法，他決定借助電能表、手表、溫度計等器材實際測量一下微波爐在高火擋燒水時的效率．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1200W，他又查看了他家的單相電子電能表，上面注明3200imp/kW•h．之后，他關閉其他所有家用電器，將體積為1L、溫度為20℃的水放入微波爐并用高火開始加熱，同時用鐘表計時并記錄電能表上面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，歷時4min，電能表上面的發(fā)光二極管閃爍了256次，此時取出并測得水的溫度為72℃，請你幫助小明計算這些水吸收的熱量是2.184×10⁵J，微波爐燒水時的效率是76%．（水的比熱容4.2×10³J/（kg•℃）

Answer 1

分析 （1）已知發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)為256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）”可計算出在4min內微波爐消耗的電能；
（2）①已知水的體積，利用m=ρV可以計算出水的質量；已知水的質量，水的初溫、末溫、利用Q=cm△t計算出水吸收的熱量；
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．

解答 解：（1）4min微波爐消耗的電能：
W=$\frac{256mip}{3200mip/（kW•h）}$=0.08kW•h=2.88×10⁵J；
（2）V=1L=10^-3m³；
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×10^-3m³=1kg；
水吸收的熱量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×1.0kg×（72℃-20℃）=2.184×10⁵J；
微波爐燒水時的效率：
η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{2.184×1{0}^{5}J}{2.88×1{0}^{5}J}$×100%≈76%．
故答案為：2.184×10⁵；76%．

點評 本題是一道電學與熱學的綜合應用題，利用所學知識解決生活中的疑難問題，使學生覺得學了物理有用，有意義！