小明家新買了一個(gè)微波爐,他聽(tīng)人們講利用微波爐對(duì)食物加熱,不僅加熱時(shí)間短,還具備加熱效率高的特點(diǎn).為了驗(yàn)證后一種說(shuō)法,他決定借助電能表、手表、溫度計(jì)等器材實(shí)際測(cè)量一下微波爐在高火擋燒水時(shí)的效率.為此他查看了家中微波爐后面的銘牌,上面注明額定輸入功率為1000W,他又查看了他家的單相電子電能表,上面注明3200imp/kW?h(它表示每消耗電能1kW?h,該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍3200次).之后,他關(guān)閉其他所有家用電器,將體積為1L、溫度為20°C的水放入微波爐并用高火開(kāi)始加熱,同時(shí)用鐘表計(jì)時(shí)并記錄電能表上面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù),歷時(shí)4min,電能表上面的發(fā)光二極管閃爍了288次,此時(shí)取出并測(cè)得水的溫度為76°C.則:
(1)4分鐘微波爐消耗的電能是多少?
(2)微波爐燒水時(shí)的效率是多少?(保留一位小數(shù))
解:(1)4min微波爐消耗的電能:
W==0.09kw?h=3.24×105J;
(2)V=1L=10-3m3;
①水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×10-3m3=1kg;
②水吸收的熱量:
Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1.0kg×(76-20)°C=2.352×105J;
③微波爐燒水時(shí)的效率:
η=×100%=×100%=72.6%.
答:(1)4分鐘微波爐消耗的電能是3.24×105J;
(2)微波爐燒水時(shí)的效率是72.6%.
(1)已知發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)為288次,根據(jù)“3200imp/kW?h(它表示每消耗電能1kW?h,該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍3200次)”可計(jì)算出在4min內(nèi)微波爐消耗的電能;
(2)①已知水的體積,利用m=ρV可以計(jì)算出水的質(zhì)量;已知水的質(zhì)量,水的初溫、末溫、利用Q=cm△t計(jì)算出水吸收的熱量;
②微波爐的效率等于水吸收的熱量與微波爐消耗的電能之比.
點(diǎn)評(píng):本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題,利用所學(xué)知識(shí)解決生活中的疑難問(wèn)題,使學(xué)生覺(jué)得學(xué)了物理有用,有意義!
聯(lián)系生活——學(xué)習(xí)物理妙招:杠桿平衡條件:靜止不動(dòng)勻轉(zhuǎn)動(dòng),力乘力臂積相等,支點(diǎn)受力畫(huà)力線,作出力臂是關(guān)鍵。