Question

7．微波爐是人們用來加熱食品的常用灶具．微波是一種高頻電磁波，它能穿透陶瓷、玻璃、耐熟塑膠等材料．微波爐使用的微波頻率為2450MHz．
（1）為了用電安全，微波爐應(yīng)該使用三腳（兩腳/三腳）插頭．
（2）用微波爐加熱飯菜時，應(yīng)選用玻璃（不銹鋼/鐵/玻璃）容器來加熱，加熱過程中是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（3）小明想知道微波爐的熱效率，他用電能表（表頭如圖所示）、溫度計等工具進行了如下實驗：
A．在杯中裝有質(zhì)量為m的冷水，測出水的初溫為t₀；
B．把杯子放進微波爐，并選擇高溫檔；
C．將微波爐定時器旋轉(zhuǎn)到兩分鐘的位置，同時記錄電能表指示燈在這個時間內(nèi)閃爍的次數(shù)；
D．加熱結(jié)束后，迅速測出水的末溫t．
①以上實驗中，還缺少一個步驟，請你補上這個步驟：在步驟C前加斷開其他用電器．
②電能表指示燈閃爍一次，用電器消耗的電能E₀=1.1×10³J．（保留一位小數(shù)）
③微波爐熱效率的表達式η=$\frac{cm（t-{t}_{0}）}{n{E}_{0}}$．（用字母表示）
（4）請你利用身邊的器材，檢驗家里的微波爐是否有微波泄漏．
器材：手機；
檢驗方法：先用手機撥通家里的固定電話，當(dāng)固定電話的鈴聲響起時，將手機放入微波爐內(nèi)，并關(guān)上爐門，觀察家里的固定電話的鈴聲有無發(fā)生變化；
若鈴聲減弱直至無聲，說明微波爐的防泄漏功能較強（手機發(fā)射的電磁波不能傳播出來）；
若仍能聽到鈴聲，說明微波爐的防泄漏功能存在問題（手機發(fā)射的電磁波能夠傳播出來）．．

Answer 1

分析 （1）大功率用電器就屬外殼需要接地，以確保安全；
（2）根據(jù)微波特性選擇容器材料；加熱過程將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）根據(jù)設(shè)計步驟和探究問題確定缺漏步驟；利用電能表參數(shù)和閃爍次數(shù)求出消耗電能；利用利用水的吸熱公式和消耗的電能結(jié)合效率公式求出效率；
（4）手機既可以發(fā)射電磁波，也可以接收電磁波；
將正在發(fā)射電磁波的手機（手機向家中的固定電話撥打時）放入微波爐中，若微波爐有微波泄漏，手機發(fā)射的電磁波就會傳播出來，固定電話就一直有鈴聲；若微波爐沒有微波泄漏，固定電話鈴聲就會減弱，直至無聲．

解答 解：（1）大功率用電器就屬外殼需要接地，以確保安全，因此電磁爐應(yīng)使用三角插頭；
（2）微波是一種高頻電磁波，它能穿透陶瓷、玻璃、耐熟塑膠等材料，因此用微波爐加熱飯菜時，應(yīng)選用玻璃容器來加熱；加熱過程中將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（3）①實驗步驟中漏掉的步驟是：在步驟C前加斷開其他用電器；
②電能表指示燈閃爍一次，用電器消耗的電能E₀=$\frac{1}{3200}$×3.6×10⁶J≈1.1×10³J；
③水吸收的熱量為Q=cm（t-t₀），
消耗得電能為E=nE₀；
故微波爐的效率為：η=$\frac{Q}{E}$=$\frac{cm（t-{t}_{0}）}{n{E}_{0}}$；
（4）利用手機可以來探究微波爐是否有微波泄漏．
方法：先用手機撥通家里的固定電話，當(dāng)固定電話的鈴聲響起時，將手機放入微波爐內(nèi)，并關(guān)上爐門，觀察家里的固定電話的鈴聲有無發(fā)生變化；
若鈴聲減弱直至無聲，說明微波爐的防泄漏功能較強（手機發(fā)射的電磁波不能傳播出來）；
若仍能聽到鈴聲，說明微波爐的防泄漏功能存在問題（手機發(fā)射的電磁波能夠傳播出來）．
故答案為：（1）三腳；
（2）玻璃；電；
（3）在步驟C前加斷開其他用電器；1.1×10³；$\frac{cm（t-{t}_{0}）}{n{E}_{0}}$；
（4）手機；先用手機撥通家里的固定電話，當(dāng)固定電話的鈴聲響起時，將手機放入微波爐內(nèi)，并關(guān)上爐門，觀察家里的固定電話的鈴聲有無發(fā)生變化；
若鈴聲減弱直至無聲，說明微波爐的防泄漏功能較強（手機發(fā)射的電磁波不能傳播出來）；
若仍能聽到鈴聲，說明微波爐的防泄漏功能存在問題（手機發(fā)射的電磁波能夠傳播出來）．

點評 此題考查大功率用電器的使用安全問題、微波爐的加熱選材、測量加熱效率以及我們設(shè)計實驗的能力，我們要能夠根據(jù)要求設(shè)計出合理的實驗方案，這也是初中物理教學(xué)大綱中明確要求的．需要掌握．