Question

微波炉是一种清洁卫生无污染的家用电器．某微波炉的铭牌如下表所示．将体积为275mL、初温是20℃的水放入该微波炉中用最大功率加热1min，取出后测得水温是40℃．已知水的比热容是4.2×10³J/（Kg?℃）．求：

防触电保护类型I型	额定容积20L
型号NN-S313WF	质量12Kg
电源220V  50Hz	最大功率1100W

（1）微波炉加热时，电路中的电流是多少？
（2）加热过程中消耗的电能是多少？
（3）微波炉在这次加热水的过程中的效率有多大？
（4）结合实际的加热过程，请至少提出一条如何提高微波炉加热水的效率的方法．

Answer 1

分析：（1）由微波炉铭牌信息可知额定电压及额定功率，则由功率公式可求得电流中的电流；
（2）由电功公式W=Pt可求得加热中所消耗的电能；
（3）先求得水的质量，再由比热公式可求得水加热过程中所吸收的热量．由电功公式计算电流做的功，再计算效率后比较．
（4）微波炉的效率就等于热量与电能的比值；可从选择微波炉的材料这一角度来分析．

解答：解：（1）根据P=UI得，I=

P

U

=

1100W

220V

=5A；
答：（1）微波炉工作时的电流为5A．
（2）根据W=Pt得，微波炉消耗的电能是：W=Pt=1100W×60s=6.6×10⁴J；
答：1分钟内微波炉所消耗的电能为6.6×10⁴J．
（3）消耗的电能W=Pt=1100W×60s=6.6×10⁴J．
η=

Q

W

×100%=

60900J

66000J

×100%=92.3%
答：这台微波炉的效率为92.3%．
（3）根据ρ=

m

V

得：m=ρV=1.0×10³kg/m³×275×10^-6m³=0.275kg，
Q=cm（t-t₀）得，水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.275kg×（40℃-20℃）=2.31×10⁴J．
消耗的电能W=6.6×10⁴J．
η=

Q

W

×100%=

2.31×104J

6.6×104J

×100%=35%
答：这台微波炉的效率为35%．
（4）为了提高微波炉的效率，盛放容器应选用比热容小的材料做成，这样热量的损失少，效率就高．

点评：本题考查了电功公式及比热公式的应用，其中要注意第二问中可利用W=UIt求得电功，电功的单位也可用kw?h表示．本题是一道电学与热学的综合应用题．与生活相连，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保的意识．