Question

王聪是班里有名的“物理迷”，他爱观察，勤思考．一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识．
（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动．“吸盘”是利用

 

起固定作用的．
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，如图所示，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与

 

相连接．
（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成．制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是

 

．
（4）当香喷喷的豆浆打好后，王聪打开豆浆机，如图所示，他只闻到香味却看不清楚豆浆．请你用学过的物理知识解释其中的原因．
（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如下表．豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？

额定电压	220V
额定功率	50Hz
电动机额定功率	180W
电热器额定功率	850W

（6）王聪粗略想测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少．于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃．豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热的总时间约12min时豆浆沸腾，测其温度为100℃．设豆浆的比热容大约等于水的比热容，请你帮他计算豆浆吸收了多少热量？豆浆机电热器的加热效率大约是多少？C_水=4.2×10³J/（kg?℃）
（7）王聪想比较一下豆浆的密度与水的密度哪个大，但手中没有密度计，也没有天平和量筒，请你用家中的物品较简单的比较出二者密度的大小．

Answer 1

分析：（1）当把豆浆机放在平整的桌面上时，把橡皮碗内的空气排出，大气压将皮碗紧紧的压在桌面上，防止豆浆机在打浆时位置发生移动；
（2）稍长些的脚与豆浆机的金属外壳相连，当插入三孔插座时，就将豆浆机的金属外壳与大地相连，以防触电；
（3）因为电热器和电动机接在同一电源上，可以单独工作，互不影响，所以为并联；
（4）因为豆浆的分子在做无规则热运动，所以能闻到香味；因为王聪戴着眼镜，豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上，所以看不清豆浆；
（5）由参数表找出电动机的额定电压和额定功率，利用P=UI求电动机工作的电流：
（6）求出豆浆的质量，知道豆浆的比热容约等于水的比热容，知道豆浆的初温和末温，利用吸热公式求吸收的热量有用能量）；利用W_电=Pt求消耗的电能（总能量），再利用效率公式求电热器的加热效率；
（7）用筷子自制一个密度计比较．

解答：解：（1）“吸盘”是利用大气压起固定作用的；
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与大地相连接；
（3）电热器和电动机可以单独工作，互不影响，为并联；
（4）只闻到香味，是因为豆浆的分子在做无规则运动；看不清豆浆是因为豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上；
（5）电动机的电流：
I_电机=

P额

U额

=

180W

220V

=0.82A；
（6）豆浆吸收的热量为：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J∕（kg?℃）×（1.5+0.08）kg×（100℃-20℃）
=5.31×10⁵J，
电流通过电热器做的功：
W_电=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
电热器的加热效率：
η=

Q吸

W电

=

5.31×105J

6.12×105J

×100%≈86.8%；
（7）取一支筷子，在下端固定一螺丝帽，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，筷子露出液面多的密度大．
故答案为：（1）大气压；
（2）地；
（3）并联；
（4）豆浆的分子在做无规则运动；豆浆机内的水蒸气遇到冷的镜片液化成小水滴附着在镜片上；
（5）电动机的电流为0.82A；
（6）豆浆吸收的热量为5.31×10⁵J，电热器的加热效率为86.8%；
（7）取一支筷子，在下端固定一螺丝帽，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，筷子露出液面多的密度大．

点评：本题考查了密度知识、压强知识、安全用电知识、分子的运动、液化现象、电路的串并联、热量的计算、电功的计算、效率的计算，虽然难度不大，但综合性强，属于难题，要细心处理！