Question

（2011?娄底）母亲节那天，小星的爸爸在超市买了一台豆浆机，外型如图所示．小星仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和豆浆机的使用说明书．决定亲手制作一杯鲜豆浆送给妈妈作为母亲节的礼物．小星按说明书的步骤向豆浆机杯中加入清水1420g，用小量杯取了80g干黄豆倒入，接上电源，选择“干豆”豆浆制作程序，按下“开始”键，豆浆机开始工作．小星仔细观察杯中发生的现象，很快看到电加热管上有小气泡产生，一会儿电动机带动打浆刀迅速旋转搅拌了几次，又过一会儿，发现沉在杯底的黄豆“长”大了，大部分陆续上浮至水面，一段时间后，水开始沸腾起来，打浆刀在电动机的驱动下高速旋转，整杯水的颜色变黄了，电加热管和电动机间断式地工作着…大约20分钟后，几杯鲜豆浆制作完成了．
请你帮小星解决以下一些物理问题：
（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

大气压强

起固定作用．
（2）为什么黄豆会上浮呢？其原因是

黄豆体积变大，浮力大于重力，所以上浮

．
（3）豆浆机的机头主要由一个电加热管（电热丝）和一个电动机带动的打浆刀构成．制作豆浆的过

额定电压	220V
频率	50Hz
电动机额定功率：	220W
电加热管额定功率	1000W

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加热管的连接方式是

并联

．
（4）豆浆机铭牌上的部分参数如右表，豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多大？
（5）大豆和清水的初温为20℃，豆浆机在额定电压下工作，当电加热管加热的总时间约为10min时，豆浆沸腾，测其温度为l00℃，豆浆的比热容大约为4.0×10³J/（kg?℃）．求豆浆机电加热管的加热效率是多少？
（6）豆浆打好后，戴眼镜的小星打开豆浆机，往里一看，镜片却变模糊了，请你解释其中的原因．

Answer 1

分析：（1）这是大气压的综合应用实例；
（2）利用浮沉条件可解释这一现象；
（3）串联电路中各元伯必须同时工作，而并联电路各支路可单独工作；
（4）通过电动机的电流可通过公式P=UI的变形来求出；
（5）求出豆浆吸收的热量，再求出电加热管放出的总热量，吸收的热量占放出热量的比例就是加热的效率；
（6）镜片变模糊是水蒸气的液化现象．

解答：解：（1）豆浆机底座的小橡皮碗内挤出了部分空气，外界大气压会将其压在桌面上，起到稳定的作用；
（2）黄豆吸水后体积变大，排开的水增多，浮力大于重力，所以上浮；
（3）因为电动机和电加热管可以单独工作，所以它们是并联的；
（4）读取表格中的数据，代入公式得，I=

P

U

=

220W

220V

=1A；
（5）豆浆吸收的热量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.0×10³J/（kg?℃）×1.5kg×（100-20）℃=4.8×10⁵J，
电加热管放出的总热量：W_电=Pt=1000W×10×60s=6×10⁵J，
加热效率：η=

Q吸

W电

=

4.8×105J

6×105J

=80%．
（6）豆浆机内有大量的水蒸气，水蒸气遇到冷的眼镜片液化形成小水滴使眼镜模糊．
故答案为：（1）大气压；（2）黄豆体积变大，浮力大于重力，所以上浮；（3）并联；
（4）豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是1A；（5）豆浆机电加热管的加热效率是80%；（6）水蒸气遇到冷的眼镜片液化形成小水滴使眼镜模糊．

点评：这是一道综合性很强的题目，通过生活中常用的豆浆机考查了大气压的应用、浮沉条件的应用、电路的判断、电功率的计算、热量的计算、物态变化现象的分析等，与生活实际联系密切，应用具体，这种联系实际应用物理知识的实例，非常值得我们学习和借鉴．