Question

（2013?武漢模擬）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?jié){機，他仔細觀察了豆?jié){機的構(gòu)造、銘牌和制作豆?jié){的過程，發(fā)現(xiàn)其中用到了許多物理知識．王明也想粗略測算一下豆?jié){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?jié){機在打漿時位置發(fā)生移動．“吸盤”是利用

大氣壓

起固定作用的．
（2）豆?jié){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(gòu)成．制作豆?jié){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?jié){機中的電動機和電熱器的連接方式是

并聯(lián)

．
（3）豆?jié){機銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如表．豆?jié){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?jié){機中，測出其初溫為20℃．用電熱器加熱使豆?jié){沸騰，測其溫度為100℃．設(shè)豆?jié){的比熱容為C=4.0×10³J/（kg?℃），則豆?jié){吸收了多少熱量？
（5）豆?jié){機在額定電壓下工作，電熱器加熱的總時間約12min，則豆?jié){機電熱器的加熱效率大約是多少？
（6）王明想比較一下豆?jié){的密度與水的密度哪個大，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�。�

Answer 1

分析：（1）“吸盤”是利用大氣壓工作的；
（2）根據(jù)用電器的工作特點可判斷豆?jié){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(jù)P=UI變形可求出通過電動機的電流；
（4）已知豆?jié){的質(zhì)量1.58kg，初溫20℃，末溫100℃，根據(jù)熱量的計算公式Q_吸=cm（t-t₀）可求出豆?jié){吸收的熱量；
（5）豆?jié){吸收的熱量已求出，又知電熱器額定功率1000W，時間12min，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，最后根據(jù)η=

Q吸

W

×100%求出豆?jié){機電熱器的加熱效率；
（6）可根據(jù)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．

解答：解：（1）因為“吸盤”內(nèi)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?jié){機中的電動機和電熱器能單獨工作，所以是并聯(lián)的；
（3）通過電動機的電流是：
I=

P1

U

=

220W

220V

=1A；
（4）豆?jié){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?jié){機電熱器的加熱效率：
η=

Q吸

W

×100%=

5.056×105J

7.2×105J

×100%≈70.2%；
答：（1）大氣壓；
（2）并聯(lián)；
（3）通過電動機的電流是1A；
（4）豆?jié){吸收的熱量是5.056×10⁵J；
（5）豆?jié){機電熱器的加熱效率是70.2%；
（6）將水和豆?jié){分別放入兩個容器中，讓一木塊分別在水和豆?jié){中漂浮，比較露出的體積的多少即可判斷豆?jié){的密度與水的密度哪個大．因為漂浮，浮力等于重力，即浮力相等，根據(jù)F_浮=ρ_液v_排g，露出的體積越少，v_排越大，密度越�。�

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(chǔ)，只要讀好題，總體來說本題難度不大．