Question

小李把一袋体积为200mL、温度为10℃的牛奶放进微波炉中，用高火加热l min，牛奶被加热至50℃，达到适宜饮用的温度．小李家微波炉的部分技术数据如图所示，牛奶的密度和比热容与水的密度和比热容接近．（c_水=4.2×10³J/（kg?℃））请计算说明：

KJ21B-AF（G）型微波炉
额定电压	220V
额定频率	50Hz
额定功率	1300W
微波频率	2450MHz

（1）微波的波长是多少？
（2）按上述条件加热10袋这样的牛奶需要消耗多少电能？
（3）该微波炉在加热牛奶时的效率是多少？（结果均保留两位有效数字）

Answer 1

解：（1）微波的频率f=2450MHz=2.45×10⁹Hz，c=3×10⁸m/s，
∴λ===0.12m．
答：微波的波长是0.12m．
（2）加热1袋牛奶所用时间t=1min=60s，
∴加热1袋牛奶消耗的电能为：W=Pt=1300W×60s=7.8×10⁴J，
加热10袋这样的牛奶消耗的电能为：W_总=10W=10×7.8×10⁴J=7.8×10⁵J．
答：按上述条件加热10袋这样的牛奶消耗的电能为7.8×10⁵J．
（3）1袋牛奶的质量为m=ρV=1g/cm³×200cm³=200g=0.2kg
1袋牛奶吸收的热量为：Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.2kg×（50℃-10℃）=3.36×10⁴J
∴该微波炉在加热牛奶时的效率η=×100%=×100%=43%
答：该微波炉在加热牛奶时的效率为43%．
分析：（1）利用公式λ=计算微波的波长．注意微波频率的单位转化成Hz．
（2）利用公式W=Pt计算微波炉消耗的电能．注意要时间的单位要用s，需加热10袋这样的牛奶．
（3）先利用公式Q_吸=cm（t₂-t₁）求出牛奶吸收的热量，再利用公式η=×100%计算出微波炉在加热牛奶时的效率．
点评：本题利用生活中一实例，考查了多方面的知识，要求学生对物理知识有一个全面的了解并能学以致用．让学生体会到物理不仅是有趣的，还是有用的．注意在进行计算时单位要统一．