Question

常用豆漿機的構造、銘牌如圖所示，制作過程是先在杯中加入清水，用小量杯取適量干豆倒入，接上電源，選擇“全豆”程序，按下“開始”鍵，豆漿機開始工作．很快可以看到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，又過了一會兒，發現沉在杯底的黃豆慢慢上浮了．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，就是這樣電加熱管和電動機間斷式的工作著…，大約20分鐘后，幾杯鮮豆漿制作完成了．

產品名稱	全自動家用豆漿機
顏色	橘黃色
型號	JYDZ-29
額定電壓	220V-50HZ
電機額定功率	180W
加熱管額定功率	750W
容量	1000-1200ml

請你回答以下一些物理問題：
（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

起固定作用的．
（2）制作時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加熱管（電熱絲）和一個電動機帶動的打漿刀構成，由制作豆漿機的過程可知，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上表，豆漿機在額定電壓下打漿時，通過電動機的電流是多大？
（5）已知干黃豆的密度為1.2×10³kg/m³，加入60g干黃豆，應加多少g清水后可達杯容量的上限值1200ml？
（6）大豆和清水的初溫是20℃，如果加入60g干黃豆后再加水1.065kg，豆漿機在額定電壓下工作，當加熱管加熱的總時間為10min時，豆漿沸騰，測其溫度為100℃，豆漿的比熱容大約為4.0×10³J/（kg?℃）．求豆漿機加熱管的加熱效率是多少？（設大豆與清水混合后的比熱容與豆漿的比熱容相近）
（7）豆漿打好后，帶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）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）根據物體的浮沉條件可知，當物體的重力小于受到的浮力時，物體上浮；
（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）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；
（5）先根據密度公式求出黃豆的體積，再求出需加水的體積，最后利用密度公式求出需加水的質量；
（6）先求出豆漿的質量，再根據Q=cm△t求出豆漿吸收的熱量，再根據Q=W=Pt求出電加熱管放出的總熱量，最后根據效率公式求出加熱的效率；
（7）鏡片變模糊是水蒸氣的液化現象．

解答：解：（1）“吸盤”是利用大氣壓起固定作用的；
（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）根據P=UI可得：
豆漿機在額定電壓下打漿時電動機的電流I=

P

U

=

180W

220V

≈0.82A；
（5）根據ρ=

m

V

可得：
60g干黃豆的體積為V_豆=

m豆

ρ豆

=

60g

1.2g/cm3

=50cm³，
容器的體積V=1200ml=1200cm³，
加水體積為V_水=V-V_豆=1200cm³-50cm³=1150cm³，
應加水的質量m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.15×10^-3m³=1.15kg=1150g；
（6）豆漿質量為M=1.065kg+0.06kg=1.125kg，
豆漿吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.0×10³J/（kg?℃）×1.125kg×（100℃-20℃）=3.6×10⁵J，
消耗的電能：
W_加熱=Pt=750W×10×60s=4.5×10⁵J，
豆漿機加熱管的加熱效率：
η=

Q吸

W加熱

=

3.6×105J

4.5×105J

=80%；
（7）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．
答：（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）通過電動機的電流約為0.82A；
（5）應加1150g清水后可達杯容量的上限值1200ml；
（6）求豆漿機加熱管的加熱效率是80%；
（7）水蒸氣遇到冷的眼鏡片液化形成小水滴使眼鏡片模糊．

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、物體浮沉條件的應用、電路串并聯的判斷、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，雖然難度不大，但綜合性強，屬于難題，要細心處理！