Question

電磁爐以其高效、節能、衛生、安全成為新一代智能灶具．如圖是電磁爐的原理圖，它的內部有一個金屬線圈，當電流通過線圈時，會產生磁場，這個磁場的大小和方向是不斷變化的，這個變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質（或鋼質）鍋底內產生感應電流，由于鍋底有電阻，感應電流又會在鍋底產生熱效應，這些熱能便能起到加熱物體的作用從而煮食．現找到某一品牌電磁爐的規格如下：

型　號	JYC～15B
額定電壓	220V
額定功率	1500W
溫度調節范圍	70℃～150℃
機體尺寸	340×310×65（mm）
凈　重	約3.5kg

根據題意和銘牌提供的信息回答下列問題：
（1）根據題意找出電磁爐使用時所涉及的物理原理（至少說三點）．
（2）1標準大氣壓下，鍋內裝有5kg、20℃的水，電磁爐通電把水加熱到沸騰，水至少吸收多少熱量？
（3）把上述水燒開，電磁爐正常工作需要20min．求此電磁爐燒水時的效率是多少？
（4）家中安裝了標有“220V 20A，3000R/kW?h”的電能表，若僅有此電磁爐工作時，在3min內，電能表表盤要轉動多少圈？
（5）電磁爐的優點明顯，結合本題和你所學過的知識，談談使用電磁爐來加熱食物時可能會有什么潛在的危害？

Answer 1

解：（1）電磁爐涉及的物理原理：①電流通過線圈時，會產生磁場；②變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質（或鋼質）鍋底內產生感應電流；③鍋底有電阻，感應電流又會在鍋底產生熱效應．即電生磁、磁生電、電流的熱效應．三個物理原理．
（2）1標準大氣壓下，水的沸點是100℃，
水吸收的熱量Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（㎏?℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁶J；
（3）電磁爐正常工作，消耗的電能：
W=P_額t=1500W×1200s=1.8×10⁶J
燒水時的效率為η==≈93.3%；
（4）在3min內消耗的電能是W′=P_額t′=1.5kW×h=0.075kW?h，
那么電能表表盤要轉動圈數為n==225R；
（5）使用電磁爐來加熱食物時可能潛在的危害是容易受到強烈的電磁輻射，影響身體健康．
答：（1）如上所述．
（2）水吸收1.68×10⁶J的熱量．
（3）此電磁爐燒水時的效率是93.3%．
（4）電能表表盤要轉動225圈．
（5）電磁爐產生的電磁波影響人體健康．
分析：（1）根據對銘牌含義的掌握，分析銘牌信息答題．
（2）已知水的質量與初末溫度，由熱量公式可以求出水吸收的熱量．
（3）由電功公式W=Pt求出電磁爐消耗的電能，然后由效率公式求出電磁爐的效率．
（4）根據電能表銘牌可知，電路每消耗1kW?h電能，電能表轉盤轉過3000轉，根據電磁爐消耗的電能求出電能表轉盤轉過的圈數．
（5）電磁爐工作時能產生電磁波，據此分析電磁爐的危害．
點評：本題涉及到的知識點較多，一道綜合計算題，但難度不是很大，熟練應用相關基礎知識即可正確解題．