Question

王聰是班里有名的“物理迷”，他愛觀察，勤思考．一天，媽媽到超市購買了一臺家用豆漿機，他仔細觀察了豆漿機的構造、銘牌和制作豆漿的過程，發現其中用到了許多物理知識．
（1）機座底部安裝有三個小橡皮碗，相當于“吸盤”，可以防止豆漿機在打漿時位置發生移動．“吸盤”是利用

 

起固定作用的．
（2）豆漿機電源線的插頭有三個腳，如圖所示，其中稍長些的腳是把豆漿機的金屬部分與

 

相連接．
（3）豆漿機的機頭主要由一個電熱器（電熱絲）和一個電動機帶動的打漿器構成．制作豆漿的過程是先加熱，再打漿，再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進行的．由此可知，豆漿機中的電動機和電熱器的連接方式是

 

．
（4）當香噴噴的豆漿打好后，王聰打開豆漿機，如圖所示，他只聞到香味卻看不清楚豆漿．請你用學過的物理知識解釋其中的原因．
（5）豆漿機銘牌上的部分技術參數如下表．豆漿機在額定電壓下打漿時，通過電動機的電流是多少？

額定電壓	220V
額定功率	50Hz
電動機額定功率	180W
電熱器額定功率	850W

（6）王聰粗略想測算一下豆漿機電熱器的加熱效率大約是多少．于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆漿機中，測出其初溫為20℃．豆漿機在額定電壓下工作，當電熱器加熱的總時間約12min時豆漿沸騰，測其溫度為100℃．設豆漿的比熱容大約等于水的比熱容，請你幫他計算豆漿吸收了多少熱量？豆漿機電熱器的加熱效率大約是多少？C_水=4.2×10³J/（kg?℃）
（7）王聰想比較一下豆漿的密度與水的密度哪個大，但手中沒有密度計，也沒有天平和量筒，請你用家中的物品較簡單的比較出二者密度的大小．

Answer 1

分析：（1）當把豆漿機放在平整的桌面上時，把橡皮碗內的空氣排出，大氣壓將皮碗緊緊的壓在桌面上，防止豆漿機在打漿時位置發生移動；
（2）稍長些的腳與豆漿機的金屬外殼相連，當插入三孔插座時，就將豆漿機的金屬外殼與大地相連，以防觸電；
（3）因為電熱器和電動機接在同一電源上，可以單獨工作，互不影響，所以為并聯；
（4）因為豆漿的分子在做無規則熱運動，所以能聞到香味；因為王聰戴著眼鏡，豆漿機內的水蒸氣遇到冷的鏡片液化成小水滴附著在鏡片上，所以看不清豆漿；
（5）由參數表找出電動機的額定電壓和額定功率，利用P=UI求電動機工作的電流：
（6）求出豆漿的質量，知道豆漿的比熱容約等于水的比熱容，知道豆漿的初溫和末溫，利用吸熱公式求吸收的熱量有用能量）；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；
（7）用筷子自制一個密度計比較．

解答：解：（1）“吸盤”是利用大氣壓起固定作用的；
（2）豆漿機電源線的插頭有三個腳，其中稍長些的腳是把豆漿機的金屬部分與大地相連接；
（3）電熱器和電動機可以單獨工作，互不影響，為并聯；
（4）只聞到香味，是因為豆漿的分子在做無規則運動；看不清豆漿是因為豆漿機內的水蒸氣遇到冷的鏡片液化成小水滴附著在鏡片上；
（5）電動機的電流：
I_電機=

P額

U額

=

180W

220V

=0.82A；
（6）豆漿吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J∕（kg?℃）×（1.5+0.08）kg×（100℃-20℃）
=5.31×10⁵J，
電流通過電熱器做的功：
W_電=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
電熱器的加熱效率：
η=

Q吸

W電

=

5.31×105J

6.12×105J

×100%≈86.8%；
（7）取一支筷子，在下端固定一螺絲帽，使其分別直立地漂浮在水和豆漿中，筷子露出液面多的密度大．
故答案為：（1）大氣壓；
（2）地；
（3）并聯；
（4）豆漿的分子在做無規則運動；豆漿機內的水蒸氣遇到冷的鏡片液化成小水滴附著在鏡片上；
（5）電動機的電流為0.82A；
（6）豆漿吸收的熱量為5.31×10⁵J，電熱器的加熱效率為86.8%；
（7）取一支筷子，在下端固定一螺絲帽，使其分別直立地漂浮在水和豆漿中，筷子露出液面多的密度大．

點評：本題考查了密度知識、壓強知識、安全用電知識、分子的運動、液化現象、電路的串并聯、熱量的計算、電功的計算、效率的計算，雖然難度不大，但綜合性強，屬于難題，要細心處理！