Question

如图为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热．同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热，从而使锅体自身发热达到加热食物的目的．小明对家里的电磁炉进行研究，电磁炉的功率调节范围是120W～2200W．
（1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能．请写出2个有关电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识：________，________．
（2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热量是由________传递给________的．电磁炉加热食物的过程中消耗________能转化为________能．
（3）小明用电磁炉将质量为2.5kg的水从20℃加热到100℃，消耗了0.28kW?h的电能．水吸收的热量是多少？电磁炉的效率是多少？

Answer 1

解：（1）根据电磁炉的工作原理可知，电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识有：电流的磁效应、电磁感应、电流的热效应；
（2）由于锅体产生电流，电流的热效应而产生热量，所以热量产生于锅体，所以热量是由锅传给炉，电磁炉工作时，消耗了电能转化为内能；
（3）水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×10⁵J，
消耗的电能：
W=0.28kW?h=1.008×l0⁶J，
电磁炉的效率：
η=×100%=≈83.3%．
答：（1）电流的磁效应；电磁感应现象；电流的热效应（合理皆可）；
（2）锅； 炉； 电； 内；
（3）水吸收的热量是8.4×10⁵ J，电磁炉的效率是83.3%．
分析：（1）因为高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，说明利用了电流的磁效应，磁场的变化使锅体形成无数小的涡流，说明发生了电磁感应，因为锅体产生电流而产生了热，利用了电流的热效应；
（2）使用电磁炉时，在锅体产生电流，由于电流的热效应而产生热量，所以热量是由锅传给炉，是电能转化为内能；
（3）已知水的质量为2.5kg、初温度是20℃、末温度是100℃，根据Q_吸=c_水m_水（t-t₀）可求出水吸收的热量，又知消耗了0.28kW?h的电能，根据η=×100%求出电磁炉的效率．
点评：本题考查了热量及效率的计算，是一道电热综合题，比较贴近生活，能使学生觉得学了物理有用，是一道好题．