Question

王明是班里有名的“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．王明也想粗略測算一下豆漿機電熱器的加熱效率大約是多少．完成下列各題：
（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________起固定作用的．
（2）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________．
（3）豆漿機銘牌上的部分技術參數如表．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
額定頻率	50Hz
電動機額定功率	220W
電熱器額定功率	1000W

（4）他把80g大豆和1500g清水放入豆漿機中，測出其初溫為20℃．用電熱器加熱使豆漿沸騰，測其溫度為100℃．設豆漿的比熱容為C=4.0×10³J/（kg?℃），則豆漿吸收了多少熱量？
（5）豆漿機在額定電壓下工作，電熱器加熱的總時間約12min，則豆漿機電熱器的加熱效率大約是多少？
（6）王明想比較一下豆漿的密度與水的密度那個大，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

解：（1）因為“吸盤”內氣壓小于大氣壓強，大氣壓把“吸盤”壓在支持面上，所以“吸盤”是利用大氣壓工作的；
（2）因為豆漿機中的電動機和電熱器能單獨工作，所以是并聯的；
（3）通過電動機的電流是：
I===1A；
（4）豆漿吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4×10³J/（kg?℃）×1.58kg×（100℃-20℃）=5.056×10⁵J；
（5）電熱器加熱消耗的電能：
W=P₂t=1000W×12×60S=7.2×10⁵J；
豆漿機電熱器的加熱效率：
η=×100%=×100%≈70.2%；
答：（1）大氣壓；
（2）并聯；
（3）通過電動機的電流是1A；
（4）豆漿吸收的熱量是5.056×10⁵J；
（5）豆漿機電熱器的加熱效率是70.2%；
（6）將水和豆漿分別放入兩個容器中，讓一木塊分別在水和豆漿中漂浮，比較露出的體積的多少即可判斷豆漿的密度與水的密度那個大．因為漂浮，浮力等于重力，即浮力相等，根據F_浮=ρ_液v_排g，露出的體積越少，v_排越大，密度越小．
分析：（1）“吸盤”是利用大氣壓工作的；
（2）根據用電器的工作特點可判斷豆漿機中的電動機和電熱器的連接方式；
（3）已知電動機額定功率220W，額定電壓220V，根據P=UI變形可求出通過電動機的電流；
（4）已知豆漿的質量1.58kg，初溫20℃，末溫100℃，根據熱量的計算公式Q_吸=cm（t-t₀）可求出豆漿吸收的熱量；
（5）豆漿吸收的熱量已求出，又知電熱器額定功率1000W，時間12min，根據W=Pt求出消耗的電能，最后根據η=×100%求出豆漿機電熱器的加熱效率；
（6）可根據F_浮=ρ_液v_排g，當浮力一定時，比較v_排大小，判斷密度大小．
點評：本題綜合考查了熱量以及熱效率的計算，也是一道生活中的物理題，有其實用價值．對公式的把握和運用是基礎，只要讀好題，總體來說本題難度不大．