Question

小聰是班里有名的“物理迷”，他愛觀察，勤思考．一天，媽媽到超市買了一臺家用豆漿機，如圖，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．
（1）豆漿機的機頭主要有一個電熱器（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，再加熱煮沸，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________．
（2）豆漿機銘牌上的部分技術參數如下表，豆漿機在額定電壓下打漿時，通過電動機的電流是多少？

穩定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動機額定功率	180WJ
電熱器額定功率	850W

（3）小聰粗略想測算一下豆漿機電熱器的加熱功率大約是多少，于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆漿機中，測出其初溫為20℃，豆漿機在額定電壓下工作，當電熱器加熱的總時間約12min時豆漿沸騰，測其溫度為100℃，設豆漿的比熱容大約等于水的比熱容，請你幫他計算豆漿吸收了多少熱量？豆漿機電熱器的加熱效率大約是多少？[C_水=4.2×10³J/（kg℃）]．
（4）小聰想比較一下豆漿的密度和水的密度那個大，但手中沒有天平和量筒，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）因為豆漿機中的電動機和電熱器能獨立工作、互不影響，所以是并聯的；
故答案為：并聯．
（2）電動機的電流為：
I_電機==≈0.82A；
答：豆漿機在額定電壓下打漿時，通過電動機的電流約為0.82A．
（3）豆漿吸收的熱量為：
Q=cm（t₂ -t₁）=4.2×10³J∕（kg?℃）×（ 1.5kg+0.08kg）×（100℃-20℃）=5.31×10⁵J，
電流通過電熱器做的功為：
W=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
電熱器的加熱效率為：
η==≈87%；
答：豆漿吸收了5.31×10⁵J的熱量，豆漿機電熱器的加熱效率大約是87%．
（4）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）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；
（2）由參數表可知電動機的額定電壓和額定功率，利用I=求電動機工作的電流：
（3）先求出豆漿的質量，利用吸熱公式求出吸收的熱量（有用能量）；利用W_電=Pt求消耗的電能（總能量），再利用效率公式求電熱器的加熱效率．
（4）找一木塊，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：本題考查了串并聯電路的辨析、電功率公式的靈活應用、熱量的計算、電功的計算、效率的計算等，雖然涉及的知識點較多，綜合性強，但都是基礎知識，只要細心處理，難度不大．