初三物理电磁学实验箱讲解（初中物理电学典题）

典题52:如图为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时,被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。

(1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容,不少于 10 个可得满分)。

(2)在使用电磁炉时,炉和锅之间的热是由_______传递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗_______能,转化为_______能;

若用该电磁炉 1 次蒸热 5 个馒头需用时间 25 min,那么,1 次只蒸 1 个同样大小的馒头大约需要_______min。

(3）型号SC-16电磁炉性能参数如下所示：

额定电压220V 50HZ

额定功率1600W

功率调节范围450W～1600W

温度调节范围70℃～240℃

热效率＞90％

根据以上数据,若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内,加热温度随功率调节的变化图象是一直线,电磁炉工作电压正常,在 1 个标准大气压下,烧开一锅质量为3 kg,温度为 22 ℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

解析:

（1）涉及的物理知识:电流的磁效应、电流的热效应(焦耳热)、阻抗(电阻)、磁场、磁化、磁感线、电磁感应、能量转化、分子热运动、热传递、内能、分子电流,感应电流、涡流…….

(2)答案分别为:“锅”“电磁炉”“电或磁”“内”“25”。(对于该答案完全可以从电磁炉的原理介绍中获得，另外还有生活常识。)

（3）取最低热效率 90％,温度调节最低为 100 ℃,否则不能将水烧开。电磁炉在功率调节和温度调节的范围内,加热温度随功率调节的变化关系呈线性,对这句话的理解非常重要。

什么叫“呈线性关系”?也就是说温度是以功率为自变量的一次函数。

有题意可知确定的两点，分别是:

点A(450W 70℃),点B(1600W 240℃)，亦即一条线段的首末两个端点。

如果设该线段的直线方程式为:t=kP b,将点A与B的坐标带入，就可以求出该直线的方程式。

如下图所示:

此时电磁炉消耗的实际功率 P 与加热温度 t温有下面的关系式：

(t温-70℃)÷(P-450 W)

=(240℃—70 ℃)÷(1 600 W-450 W)

【该式为斜率的表达式】

可得:t温=(17 ℃÷115 W)×(P-450 W) 70℃,【功率是自变量，温度是因变量】

当t温=100℃时，【这是一个没有告知的已知量，是常识，如果想不到这一点，此题没有办法下手。】

P=653 W,

有:Ptη=cm(t温-t),

解得:t=1 672 s=28 min.

小结:电磁炉涉及的物理知识很多,该问题没有唯一的标准答案,属于开放性试题.同学们应该从分析它的工作原理着手,联想相关知识.