Question

小聰是班里有名的“物理迷”，他愛(ài)觀察，勤思考．一天，媽媽到超市買(mǎi)了一臺(tái)家用豆?jié){機(jī)，如圖，他仔細(xì)觀察了豆?jié){機(jī)的構(gòu)造，銘牌和制作豆?jié){的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)其中用到了許多物理知識(shí)．
（1）豆?jié){機(jī)的機(jī)頭主要有一個(gè)電熱器（電熱絲）和一個(gè)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的打漿器構(gòu)成，制作豆?jié){的過(guò)程是先加熱，再打漿，再加熱煮沸，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)和電熱器的連接方式是

并聯(lián)

．
（2）豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如下表，豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？

穩(wěn)定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動(dòng)機(jī)額定功率	180WJ
電熱器額定功率	850W

（3）小聰粗略想測(cè)算一下豆?jié){機(jī)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?jié){機(jī)中，測(cè)出其初溫為20℃，豆?jié){機(jī)在額定電壓下工作，當(dāng)電熱器加熱的總時(shí)間約12min時(shí)豆?jié){沸騰，測(cè)其溫度為100℃，設(shè)豆?jié){的比熱容大約等于水的比熱容，請(qǐng)你幫他計(jì)算豆?jié){吸收了多少熱量？豆?jié){機(jī)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?jié){的密度和水的密度哪個(gè)大，但手中沒(méi)有天平和量筒，請(qǐng)你用家中的物品較簡(jiǎn)單的比較出二者密度的大�。�

Answer 1

分析：（1）根據(jù)用電器的工作特點(diǎn)可判斷豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱器的連接方式；
（2）由參數(shù)表可知電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定功率，利用I=

P

U

求電動(dòng)機(jī)工作的電流：
（3）先求出豆?jié){的質(zhì)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(jù)F_浮=ρ_液V_排g，當(dāng)浮力一定時(shí)，比較V_排大小，判斷密度大�。�

解答：解：（1）因?yàn)槎節(jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱器能獨(dú)立工作、互不影響，所以是并聯(lián)的；
故答案為：并聯(lián)．
（2）電動(dòng)機(jī)的電流為：
I_電機(jī)=

P電機(jī)

U額

=

180W

220V

≈0.82A；
答：豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流約為0.82A．
（3）豆?jié){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(guò)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=

Q

W

=

5.31×105J

6.12×105J

≈87%；
答：豆?jié){吸收了5.31×10⁵J的熱量，豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是87%．
（4）將水和豆?jié){分別放入兩個(gè)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(gè)大．因?yàn)槠�浮，浮力等于重力，即浮力相等，根�?jù)F_浮=ρ_液V_排g，露出的體積越少，V_排越大，密度越�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串并聯(lián)電路的辨析、電功率公式的靈活應(yīng)用、熱量的計(jì)算、電功的計(jì)算、效率的計(jì)算等，雖然涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，但都是基礎(chǔ)知識(shí)，只要細(xì)心處理，難度不大．