Question

王聰是班里有名的“物理迷”，他愛(ài)觀察、勤思考．一天，媽媽到超市購(gòu)買了一臺(tái)家用豆?jié){機(jī)，他仔細(xì)觀察了豆?jié){機(jī)的結(jié)構(gòu)、銘牌和制作豆?jié){的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)其中用到了許多物理知識(shí)．
（1）機(jī)座底部安裝有三個(gè)小橡皮碗，相當(dāng)于吸盤，可以防止豆?jié){機(jī)在打豆?jié){時(shí)的位置移動(dòng)．吸盤是利用

大氣壓

起固定作用的．
（2）豆?jié){機(jī)電源線的插頭有三個(gè)腳，其中稍長(zhǎng)的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬部分與

大地

相連接．
（3）豆?jié){機(jī)的機(jī)頭主要由電熱器（電熱絲）和一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的打漿機(jī)構(gòu)成．制作豆?jié){的過(guò)程是先加熱再打漿再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進(jìn)行的．由此可知，豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)電熱器的連接方式是

并聯(lián)

．
（4）豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如下表．豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？

額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動(dòng)機(jī)額定頻率	180W
電熱器額定頻率	850W

（5）王聰粗略想測(cè)算一下豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是多少．于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆?jié){機(jī)中，測(cè)出其初溫為20℃．豆?jié){機(jī)在額定電壓下工作，當(dāng)電熱器加熱的總時(shí)間約12min時(shí)豆?jié){沸騰，測(cè)其溫度為100℃．設(shè)豆?jié){的比熱容大約等于水的比熱容，請(qǐng)你幫他計(jì)算豆?jié){吸收了多少熱量？豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是多少？（C_水=4.2×10³J/kg?℃）

Answer 1

分析：（1）當(dāng)把豆?jié){機(jī)放在平整的桌面上時(shí)，把橡皮碗內(nèi)的空氣排出，大氣壓將皮碗緊緊的壓在桌面上，防止豆?jié){機(jī)在打漿時(shí)位置發(fā)生移動(dòng)；
（2）稍長(zhǎng)些的腳與豆?jié){機(jī)的金屬外殼相連，當(dāng)插入三孔插座時(shí)，就將豆?jié){機(jī)的金屬外殼與大地相連，以防觸電；
（3）因?yàn)殡姛崞骱碗妱?dòng)機(jī)接在同一電源上，可以單獨(dú)工作，互不影響，所以為并聯(lián)；
（4）由參數(shù)表找出電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定功率，利用P=UI變形求電動(dòng)機(jī)工作的電流；
（5）①求出豆?jié){的質(zhì)量，知道豆?jié){的比熱容約等于水的比熱容，知道豆?jié){的初溫和末溫，利用吸熱公式求吸收的熱量（有用能量）；
②利用W_電=Pt求消耗的電能（總能量），再利用效率公式求電熱器的加熱效率．

解答：解：（1）“吸盤”是利用大氣壓起固定作用的；
（2）豆?jié){機(jī)電源線的插頭有三個(gè)腳，其中稍長(zhǎng)些的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬部分與大地相連接；
（3）因?yàn)殡姛崞骱碗妱?dòng)機(jī)接在同一電源上，可以獨(dú)立工作，互不影響，所以為并聯(lián)；
（4）電動(dòng)機(jī)的額定功率U_額=180W，額定電壓U_額=22V，
根據(jù)P=UI，
故電動(dòng)機(jī)的電流：I_電機(jī)=

P額

U額

=

180W

220V

=0.82A；
（5）豆?jié){吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×（1.5+0.08）kg×（100℃-20℃）=5.31×10⁵J；
豆?jié){機(jī)電熱器在加熱過(guò)程中消耗電能：
W_電=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
電熱器的加熱效率：
η=

Q吸

W電

×100%=

5.31×105J

6.12×105J

×100%=87%；
故答案為：（1）大氣壓；
（2）地線；
（3）并聯(lián)；
（4）通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.82A；   
（5）豆?jié){吸收了5.31×10⁵J 熱量；豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是87%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了大氣壓強(qiáng)知識(shí)、安全用電知識(shí)、熱量的計(jì)算、電功的計(jì)算、效率的計(jì)算，雖然難度不大，但綜合性強(qiáng)，屬于難題，要細(xì)心處理！