Question

微波炉是一种利用向食物发射微波，进而将以微波形式存在的电磁能转化为内能来对食物加热的厨具．因为微波可以深入食物表面内约5 cm，因此与蒸烤类厨具比较，具有加热更加迅速的特点．

小明家最近买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点．为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计、煤气灶等器材实际测量一下．为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1200 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200imp／kW•h．之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为lL、温度为20℃的水放入微波炉并用中火开始加热，同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，历时7 min，电能表上面的发光二极管闪烁了320次，此时取出并测得水的温度为80℃．

（1）若用煤气灶来加热同样多的水到同样的温度需用0.0168 kg煤气，则煤气灶的效率为    ．（水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃），煤气的热值为5.0×10⁷J/kg）

（2）微波炉烧水时的效率    ．小明还知道微波炉中发射微波的器件叫做微波管，某微波炉内的微波管只有一只，且该微波管只能在额定电压下以额定功率工作，这个微波炉是如何仅仅利用这只微波管实现在不同挡位工作的昵?    ．

 

Answer 1

【答案】

30%；70%；改变微波管工作时间与间歇时间的比值实现不同档位的切换

【解析】

试题分析：（1）用煤气灶来加热同样多的水到同样的温度需用0.0168kg煤气，放出的热量

Q_放=mq=0.0168kg×5.0×10⁷J/kg=8.4×10⁵J，

水的质量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×10^-3m³=1kg；

水吸收的热量：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×1kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁵J；

煤气灶的效率：；

（2）①7min微波炉消耗的电能：；

水吸收的热量：Q=2.52×10⁵J；

微波炉的效率：；

②微波炉是间断性工作的：

当微波炉中的微波管在额定电压下以额定功率连续工作时，设定为高火档；

当微波炉中的微波管在额定电压下以额定功率间歇工作时，设定为非高火档；

并且工作时间与不工作时间的比值越小，微波炉的档位越低．

考点：热平衡方程的应用．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，利用所学知识解决生活中的疑难问题，使学生觉得学了物理有用，有意义！