Question

（2011?婁底）母親節(jié)那天，小星的爸爸在超市買了一臺(tái)豆?jié){機(jī)，外型如圖所示．小星仔細(xì)觀察了豆?jié){機(jī)的構(gòu)造、銘牌和豆?jié){機(jī)的使用說明書．決定親手制作一杯鮮豆?jié){送給媽媽作為母親節(jié)的禮物．小星按說明書的步驟向豆?jié){機(jī)杯中加入清水1420g，用小量杯取了80g干黃豆倒入，接上電源，選擇“干豆”豆?jié){制作程序，按下“開始”鍵，豆?jié){機(jī)開始工作．小星仔細(xì)觀察杯中發(fā)生的現(xiàn)象，很快看到電加熱管上有小氣泡產(chǎn)生，一會(huì)兒電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)打漿刀迅速旋轉(zhuǎn)攪拌了幾次，又過一會(huì)兒，發(fā)現(xiàn)沉在杯底的黃豆“長(zhǎng)”大了，大部分陸續(xù)上浮至水面，一段時(shí)間后，水開始沸騰起來，打漿刀在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，整杯水的顏色變黃了，電加熱管和電動(dòng)機(jī)間斷式地工作著…大約20分鐘后，幾杯鮮豆?jié){制作完成了．
請(qǐng)你幫小星解決以下一些物理問題：
（1）機(jī)座底部安裝有三個(gè)小橡皮碗，相當(dāng)于吸盤”可以防止豆?jié){機(jī)在打漿時(shí)位置發(fā)生移動(dòng)，“吸盤”’是利用

大氣壓強(qiáng)

起固定作用．
（2）為什么黃豆會(huì)上浮呢？其原因是

黃豆體積變大，浮力大于重力，所以上浮

．
（3）豆?jié){機(jī)的機(jī)頭主要由一個(gè)電加熱管（電熱絲）和一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的打漿刀構(gòu)成．制作豆?jié){的過

額定電壓	220V
頻率	50Hz
電動(dòng)機(jī)額定功率：	220W
電加熱管額定功率	1000W

程是先加熱，再打漿，再加熱煮熟，即加熱和打漿是交替進(jìn)行的．由此可知，豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電加熱管的連接方式是

并聯(lián)

．
（4）豆?jié){機(jī)銘牌上的部分參數(shù)如右表，豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流是多大？
（5）大豆和清水的初溫為20℃，豆?jié){機(jī)在額定電壓下工作，當(dāng)電加熱管加熱的總時(shí)間約為10min時(shí)，豆?jié){沸騰，測(cè)其溫度為l00℃，豆?jié){的比熱容大約為4.0×10³J/（kg?℃）．求豆?jié){機(jī)電加熱管的加熱效率是多少？
（6）豆?jié){打好后，戴眼鏡的小星打開豆?jié){機(jī)，往里一看，鏡片卻變模糊了，請(qǐng)你解釋其中的原因．

Answer 1

分析：（1）這是大氣壓的綜合應(yīng)用實(shí)例；
（2）利用浮沉條件可解釋這一現(xiàn)象；
（3）串聯(lián)電路中各元伯必須同時(shí)工作，而并聯(lián)電路各支路可單獨(dú)工作；
（4）通過電動(dòng)機(jī)的電流可通過公式P=UI的變形來求出；
（5）求出豆?jié){吸收的熱量，再求出電加熱管放出的總熱量，吸收的熱量占放出熱量的比例就是加熱的效率；
（6）鏡片變模糊是水蒸氣的液化現(xiàn)象．

解答：解：（1）豆?jié){機(jī)底座的小橡皮碗內(nèi)擠出了部分空氣，外界大氣壓會(huì)將其壓在桌面上，起到穩(wěn)定的作用；
（2）黃豆吸水后體積變大，排開的水增多，浮力大于重力，所以上浮；
（3）因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和電加熱管可以單獨(dú)工作，所以它們是并聯(lián)的；
（4）讀取表格中的數(shù)據(jù)，代入公式得，I=

P

U

=

220W

220V

=1A；
（5）豆?jié){吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.0×10³J/（kg?℃）×1.5kg×（100-20）℃=4.8×10⁵J，
電加熱管放出的總熱量：W_電=Pt=1000W×10×60s=6×10⁵J，
加熱效率：η=

Q吸

W電

=

4.8×105J

6×105J

=80%．
（6）豆?jié){機(jī)內(nèi)有大量的水蒸氣，水蒸氣遇到冷的眼鏡片液化形成小水滴使眼鏡模糊．
故答案為：（1）大氣壓；（2）黃豆體積變大，浮力大于重力，所以上��；（3）并聯(lián)；
（4）豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流是1A；（5）豆?jié){機(jī)電加熱管的加熱效率是80%；（6）水蒸氣遇到冷的眼鏡片液化形成小水滴使眼鏡模糊．

點(diǎn)評(píng)：這是一道綜合性很強(qiáng)的題目，通過生活中常用的豆?jié){機(jī)考查了大氣壓的應(yīng)用、浮沉條件的應(yīng)用、電路的判斷、電功率的計(jì)算、熱量的計(jì)算、物態(tài)變化現(xiàn)象的分析等，與生活實(shí)際聯(lián)系密切，應(yīng)用具體，這種聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用物理知識(shí)的實(shí)例，非常值得我們學(xué)習(xí)和借鑒．