Question

（2011?婁底）母親節那天，小星的爸爸在超市買了一臺豆漿機，外型如圖所示．小星仔細觀察了豆漿機的構造、銘牌和豆漿機的使用說明書．決定親手制作一杯鮮豆漿送給媽媽作為母親節的禮物．小星按說明書的步驟向豆漿機杯中加入清水1420g，用小量杯取了80g干黃豆倒入，接上電源，選擇“干豆”豆漿制作程序，按下“開始”鍵，豆漿機開始工作．小星仔細觀察杯中發生的現象，很快看到電加熱管上有小氣泡產生，一會兒電動機帶動打漿刀迅速旋轉攪拌了幾次，又過一會兒，發現沉在杯底的黃豆“長”大了，大部分陸續上浮至水面，一段時間后，水開始沸騰起來，打漿刀在電動機的驅動下高速旋轉，整杯水的顏色變黃了，電加熱管和電動機間斷式地工作著…大約20分鐘后，幾杯鮮豆漿制作完成了．
請你幫小星解決以下一些物理問題：
（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

大氣壓強

起固定作用．
（2）為什么黃豆會上浮呢？其原因是

黃豆體積變大，浮力大于重力，所以上浮

．
（3）豆漿機的機頭主要由一個電加熱管（電熱絲）和一個電動機帶動的打漿刀構成．制作豆漿的過

額定電壓	220V
頻率	50Hz
電動機額定功率：	220W
電加熱管額定功率	1000W

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加熱管的連接方式是

并聯

．
（4）豆漿機銘牌上的部分參數如右表，豆漿機在額定電壓下打漿時，通過電動機的電流是多大？
（5）大豆和清水的初溫為20℃，豆漿機在額定電壓下工作，當電加熱管加熱的總時間約為10min時，豆漿沸騰，測其溫度為l00℃，豆漿的比熱容大約為4.0×10³J/（kg?℃）．求豆漿機電加熱管的加熱效率是多少？
（6）豆漿打好后，戴眼鏡的小星打開豆漿機，往里一看，鏡片卻變模糊了，請你解釋其中的原因．

Answer 1

分析：（1）這是大氣壓的綜合應用實例；
（2）利用浮沉條件可解釋這一現象；
（3）串聯電路中各元伯必須同時工作，而并聯電路各支路可單獨工作；
（4）通過電動機的電流可通過公式P=UI的變形來求出；
（5）求出豆漿吸收的熱量，再求出電加熱管放出的總熱量，吸收的熱量占放出熱量的比例就是加熱的效率；
（6）鏡片變模糊是水蒸氣的液化現象．

解答：解：（1）豆漿機底座的小橡皮碗內擠出了部分空氣，外界大氣壓會將其壓在桌面上，起到穩定的作用；
（2）黃豆吸水后體積變大，排開的水增多，浮力大于重力，所以上浮；
（3）因為電動機和電加熱管可以單獨工作，所以它們是并聯的；
（4）讀取表格中的數據，代入公式得，I=

P

U

=

220W

220V

=1A；
（5）豆漿吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.0×10³J/（kg?℃）×1.5kg×（100-20）℃=4.8×10⁵J，
電加熱管放出的總熱量：W_電=Pt=1000W×10×60s=6×10⁵J，
加熱效率：η=

Q吸

W電

=

4.8×105J

6×105J

=80%．
（6）豆漿機內有大量的水蒸氣，水蒸氣遇到冷的眼鏡片液化形成小水滴使眼鏡模糊．
故答案為：（1）大氣壓；（2）黃豆體積變大，浮力大于重力，所以上浮；（3）并聯；
（4）豆漿機在額定電壓下打漿時，通過電動機的電流是1A；（5）豆漿機電加熱管的加熱效率是80%；（6）水蒸氣遇到冷的眼鏡片液化形成小水滴使眼鏡模糊．

點評：這是一道綜合性很強的題目，通過生活中常用的豆漿機考查了大氣壓的應用、浮沉條件的應用、電路的判斷、電功率的計算、熱量的計算、物態變化現象的分析等，與生活實際聯系密切，應用具體，這種聯系實際應用物理知識的實例，非常值得我們學習和借鑒．