Question

王聰是班里有名的“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結構、銘牌和制作豆漿的過程，發現其中用到了許多物理知識．
（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豆漿時的位置移動．吸盤是利用

大氣壓

起固定作用的．
（2）豆漿機電源線的插頭有三個腳，其中稍長的腳是把豆漿機的金屬部分與

大地

相連接．
（3）豆漿機的機頭主要由電熱器（電熱絲）和一個電動機帶動的打漿機構成．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，豆漿機中的電動機電熱器的連接方式是

并聯

．
（4）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？

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

（5）王聰粗略想測算一下豆漿機電熱器的加熱效率大約是多少．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?℃）

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）稍長些的腳與豆漿機的金屬外殼相連，當插入三孔插座時，就將豆漿機的金屬外殼與大地相連，以防觸電；
（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變形求電動機工作的電流；
（5）①求出豆漿的質量，知道豆漿的比熱容約等于水的比熱容，知道豆漿的初溫和末溫，利用吸熱公式求吸收的熱量（有用能量）；
②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．

解答：解：（1）“吸盤”是利用大氣壓起固定作用的；
（2）豆漿機電源線的插頭有三個腳，其中稍長些的腳是把豆漿機的金屬部分與大地相連接；
（3）因為電熱器和電動機接在同一電源上，可以獨立工作，互不影響，所以為并聯；
（4）電動機的額定功率U_額=180W，額定電壓U_額=22V，
根據P=UI，
故電動機的電流：I_電機=

P額

U額

=

180W

220V

=0.82A；
（5）豆漿吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×（1.5+0.08）kg×（100℃-20℃）=5.31×10⁵J；
豆漿機電熱器在加熱過程中消耗電能：
W_電=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
電熱器的加熱效率：
η=

Q吸

W電

×100%=

5.31×105J

6.12×105J

×100%=87%；
故答案為：（1）大氣壓；
（2）地線；
（3）并聯；
（4）通過電動機的電流是0.82A；   
（5）豆漿吸收了5.31×10⁵J 熱量；豆漿機電熱器的加熱效率大約是87%．

點評：本題考查了大氣壓強知識、安全用電知識、熱量的計算、電功的計算、效率的計算，雖然難度不大，但綜合性強，屬于難題，要細心處理！