Question

在一次探究活动中，小明同学对家里的用电器进行了相关的观察和研究，他以一台电磁炉为观察研究对象，记录了有关数据，如下表：

观察对象	有关记录和相关数据
电磁炉铭牌	U额=220V     P额=2KW
电能表铭牌	220V  10(40A)   50Hz   2000r/KWh
用电磁炉加热一壶水(水的质量为4千克，初温为30℃)	关闭家里其他用电器，只将电磁炉接入电路烧水.观察电能表，表盘在10分钟内转过了600转，此时用温度计测得的水温为70℃.

 
请你就小明在活动中获得的有关资料，求解或提出有关问题：
(1) 加热10分钟，水所吸收的热量是多少？
(2) 电磁炉工作10分钟所消耗的电能为多少焦耳？电磁炉的实际功率是多少？
(3) 请你将求解结果与这位同学在活动中的有关数据进行比较，发现了什么问题(只要求写出一个)？并解释原因.

Answer 1

(1) 6.72×10⁵ (2)1.08×10⁶，1800，⑶  P_实＜P_额  U_实＜U_额 或者消耗的电能大于水吸收的热量；有热损失

试题分析：（1）知道水壶内水的质量、水的密度、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）知道只将电磁炉接入电路烧水观察电能表，表盘在10min内转了600r，利用电能表的参数“2000r/kWh”求电磁炉工作10min消耗的电能；
（3）知道电磁炉工作10min消耗的电能，利用P=" W/" t求电磁炉的功率；
（4）将计算的电磁炉的实际功率与额定功率比较进行分析．
解答：（1）Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×4kg×（70℃-30℃）=6.72×10⁵J；
（2）电磁炉工作10min消耗的电能：
W=600r/2000r/kW?h=600/2000×3.6×10⁶J=1.08×10⁶J；
电磁炉的实际功率：
P=" W/" t=1.08×10⁶J/600s=1800W；
（3）∵P=1800W＜2kW，
∴电磁炉两端的电压比额定电压要低，电磁炉没有正常工作．
答：（1）加热10min，水所吸收的热量为6.72×10⁵J；
（2）电磁炉工作5min消耗的电能为1.08×10⁶J，电磁炉的功率为1800W；
（3）电磁炉的实际功率小于额定功率，这说明电磁炉两端的电压比额定电压要低。
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相联系，涉及到了实际电压、实际功率、额定电压、额定功率、消耗电能的计算，电功率的计算，热量的计算，从表中得出相关信息并利用好是本题的关键。