微波炉中学物理

1.介绍日常生活中有许多家用电器，如电饭锅、电磁炉、微波炉、电视机等。每一件家用电器都包含许多物理知识。可以说，家用电器离不开物理。家用电器是在物理知识基础上发展起来的。因此，物理教师有必要在物理课堂上向学生介绍与教学内容相关的家用电器。一方面，它可以帮助学生了解家电的相关知识，激发他们的学习兴趣。另一方面，它也可以巩固所学的物理知识。现在我们来谈谈家用电器中微波炉的物理原理。2.微波炉中的物理知识2.1能量转换微波炉作为一种加热设备在成千上万的家庭中被广泛使用。微波炉的加热原理不同于电饭锅和电磁炉。简而言之，220伏交流电压由变压器升压，并整流成几千伏的DC电压，施加到磁控管的阳极。磁控管的阴极在几伏交流电灯丝的加热下辐射电子。电子受到磁控管阳极和阴极之间电场和磁场的双重作用，并以阴极为中心进行旋转运动。当电子速度达到一定值时，阳极谐振腔内产生高频振荡，微波能量通过发射电磁波的天线传输到炉腔加热食物。在能量转换方面，微波炉将电能转换成电磁能，然后将电磁能转换成内能(热能)。2.2极化现象食物含有大量水分。当没有外部电场时，内部正负电荷的重心交错形成电偶极矩，所以水是极性的。一般来说，极性分子是无序排列的。如果将极性分子置于外加电场中，极性分子将沿电场方向形成有序排列，导致极化。如果外加电场是交变的，频率很高，例如，当频率为2450兆赫微波时，分子会反复交替极化，变化速度将达到每秒2450亿次，这将导致分子间的快速碰撞和摩擦，从而产生热能。图1。

2.3波长微波炉使用微波加热食物。微波也是电磁波。国际上使用915兆赫和2450兆赫作为微波炉，其中915兆赫用于烘烤、干燥、消毒等。在工业部门，2450兆赫用于家用炊具。

2.4高强度微波的电磁屏蔽对人体有一定的危害。国际法规规定微波炉的微波泄漏不得超过5mW/cm2[3]。微波炉的防漏措施是基于物理学中的电磁屏蔽。微波炉腔的内壁由金属制成。炉门观察窗的玻璃夹层由金属丝网制成。整个炉腔是一个金属屏蔽壳。微波不能穿透金属屏蔽壳。2.5炉腔内微波传播特性的线性:与可见光一样，微波在炉腔内沿直线传播。反射率:微波在炉腔中传播，遇到金属物体时会被反射，就像可见光碰到镜面时会被反射一样。炉腔的六边是金属的，微波在炉腔中来回反射，这样食物就能充分吸收微波。吸收性:微波可以被含有水分的物体吸收并转化为热能。渗透:非金属可以渗透非金属物体，如陶瓷、玻璃、塑料等。因为它们没有屏蔽效果。2.6并非所有器具都可以用来盛放食物和在微波炉中加热。虽然低熔点、无耐热性的塑料容器和漆器具有良好的微波穿透性，但加热时会变形、熔化，甚至产生有害物质，因此不适用。所有的金属器皿或搪瓷器皿都是由金属坯制成的，反射微波，器皿中的食物很难接受微波。使用金属螺丝、金属环、金属手柄和装饰有金银图案的器具时，金属部件的一部分会在微波的作用下由于过多的电荷而放电，从而产生电弧(即火花)，这种电弧是不能使用的。2.7烹饪时间的估计烹饪食物时，所用时间可通过以下简单方法进行估计。普通家用微波炉每分钟可为食物产生约14.4×85%≈12.2(Cal)的热量，食物从初始温度加热到所需温度时所吸收的热量为:q = mcΔ。其中m为加热食物的质量，单位为g，c为食物的比热容，可根据食物的含水量进行估算，一般为0。在5和1之间，单位是Cal/(g？℃)；δt是食物上升的温度，单位为摄氏度；功率为100帕(瓦)的微波炉每分钟产生12热。2Pt .因此，烹饪食物所需的时间为:t =mcδt 12.2 p。例如，在输出功率为600瓦的微波炉中将500克鱼从20℃加热到100℃所需的时间可计算如下。因为鱼含有更多的水，比热容估计为0。95卡/(克？c)代入上述公式t = 500×0。95×(100-20)12 .2×600≈5 .2分钟.当然，当鱼达到100℃时不会立即成熟，它们仍然需要加热一段时间。2.8为什么加热一些食物会爆炸？当我们在日常生活中用微波炉加热高脂肪和胶质蛋白含量的食物时，如猪肉和鸭肉，食物经常会突然爆炸。这是因为当微波加热时，一方面，脂肪和胶质蛋白含量高的地方迅速凝固，将水包裹在中间，另一方面，水的温度迅速上升，在微波的作用下蒸发。当压力达到一定水平时，就会发生爆炸。此外，还有完整的鸡蛋、没有塑料包装的火腿肠、带有完整外壳的坚果如银杏坚果等。，在微波炉中加热时，由于内部压力过大，可能会爆炸。外壳应该被打碎，或者塑料外包装应该被剥掉，然后加热。3.结束语往往说得好，知识无处不在。在我们日常生活中，物理现象和知识无处不在。作为一名物理教师，物理课应该与日常生活相联系，这样才能使物理课变得有趣，充满生活气息。