Question

电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一代智能灶具．如图是电磁炉的原理图，它的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用从而煮食．现找到某一品牌电磁炉的规格如下：

型　号	JYC～15B
额定电压	220V
额定功率	1500W
温度调节范围	70℃～150℃
机体尺寸	340×310×65（mm）
净　重	约3.5kg

根据题意和铭牌提供的信息回答下列问题：
（1）根据题意找出电磁炉使用时所涉及的物理原理（至少说三点）．
（2）1标准大气压下，锅内装有5kg、20℃的水，电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？
（3）把上述水烧开，电磁炉正常工作需要20min．求此电磁炉烧水时的效率是多少？
（4）家中安装了标有“220V 20A，3000R/kW?h”的电能表，若仅有此电磁炉工作时，在3min内，电能表表盘要转动多少圈？
（5）电磁炉的优点明显，结合本题和你所学过的知识，谈谈使用电磁炉来加热食物时可能会有什么潜在的危害？

Answer 1

解：（1）电磁炉涉及的物理原理：①电流通过线圈时，会产生磁场；②变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流；③锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应．即电生磁、磁生电、电流的热效应．三个物理原理．
（2）1标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（㎏?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（3）电磁炉正常工作，消耗的电能：
W=P_额t=1500W×1200s=1.8×10⁶J
烧水时的效率为η==≈93.3%；
（4）在3min内消耗的电能是W′=P_额t′=1.5kW×h=0.075kW?h，
那么电能表表盘要转动圈数为n==225R；
（5）使用电磁炉来加热食物时可能潜在的危害是容易受到强烈的电磁辐射，影响身体健康．
答：（1）如上所述．
（2）水吸收1.68×10⁶J的热量．
（3）此电磁炉烧水时的效率是93.3%．
（4）电能表表盘要转动225圈．
（5）电磁炉产生的电磁波影响人体健康．
分析：（1）根据对铭牌含义的掌握，分析铭牌信息答题．
（2）已知水的质量与初末温度，由热量公式可以求出水吸收的热量．
（3）由电功公式W=Pt求出电磁炉消耗的电能，然后由效率公式求出电磁炉的效率．
（4）根据电能表铭牌可知，电路每消耗1kW?h电能，电能表转盘转过3000转，根据电磁炉消耗的电能求出电能表转盘转过的圈数．
（5）电磁炉工作时能产生电磁波，据此分析电磁炉的危害．
点评：本题涉及到的知识点较多，一道综合计算题，但难度不是很大，熟练应用相关基础知识即可正确解题．