Question

17．小明定有一个电磁炉，额定电压为220V，额定功率为2100W，他想知道该电磁炉的效率，进行下列实验：他把质量为1kg、初温为25℃的水装入不锈钢锅中，用该电磁炉在额定功率下加热至沸腾（在一标准大气下），用了200s时间，（c_水=4.2×10³J/kg•℃）
（1）该电磁炉正常工作时的电流（保留一位小数）；
（2）水吸收的热量；
（3）该电磁炉烧水的效率．

Answer 1

分析 （1）电磁炉正常工作时的功率和额定功率相等，利用P=UI求出电磁炉正常工作时的电流；
（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（一个标准大气压水的沸点为100℃），利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（3）知道电磁炉的电功率和加热时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出消耗的电能，利益η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出该电磁炉烧水的效率．

解答 解：（1）由P=UI可得，电磁炉正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{2100W}{220V}$≈9.6A；
（2）一个标准大气压水的沸点为100℃，则水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）  
=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（100℃-25℃）
=3.15×10⁵J；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt=2100W×200s=4.2×10⁵J，
该电磁炉烧水的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{3.15×{10}^{5}J}{4.2×{10}^{5}J}$×100%=75%．
答：（1）该电磁炉正常工作时的电流为9.6A；
（2）水吸收的热量为3.15×10⁵J；
（3）该电磁炉烧水的效率为75%．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相连，要求灵活运用吸热公式、效率公式和电功率公式，要注意一个标准大气压水的沸点为100℃．