Question

19．小明同学家买了一台新的某品牌电磁炉，他想测一下这台电磁炉的实际功率，做了如下研究：用它把2kg温度为25℃的水，加热到75℃，用时5min．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）如果加热过程中有70%的热量被水吸收，则此电磁炉的实际功率是多少？
（3）测试完成后，小明观察到此电磁炉的铭牌标有“220V  2200W”字样，发现这与第（2）问中算出的数据不符，请分析原因．（写出一种情况即可）

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的密度、水温度的变化，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）知道加热过程中有70%的热量被水吸收，即Q_吸=W_电×70%，据此求消耗的电能，知道加热时间，利用P=$\frac{W}{t}$求电磁炉的实际功率；
（3）将电功率的计算结果和表中额定功率比较，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析判断．

解答 解：
（1）Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（75℃-25℃）=4.2×10⁵J；
（2）由题知，Q_吸=W_电×70%，
电磁炉消耗的电能：
W_电=$\frac{{Q}_{吸}}{70%}$=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{70%}$=6×10⁵J，
电磁炉的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6×1{0}^{5}J}{5×60s}$=2000W；
（3）对照电磁炉的铭牌“220V  2200W”，可知电磁率的实际功率P＜P_额，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，这是因为电磁炉两端的实际电压小于额定电压造成的．
答：（1）加热过程中，水吸收的热量是4.2×10⁵J；
（2）如果加热过程中有70%的热量被水吸收，则此电磁炉的实际功率是2000W；
（3）因电磁炉的实际电压低于额定电压，实际功率小于额定功率．

点评 本题为电学和热学的综合计算题，考查了热量的计算、电功率的计算，利用好Q_吸=W_电×70%求电磁炉消耗的电能是本题的关键．