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?jié){機(jī)，他仔細(xì)觀察了豆?jié){機(jī)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．
（1）機(jī)座底部安裝有三個小橡皮碗，相當(dāng)于“吸盤”，可以防止豆?jié){機(jī)在打漿時位置發(fā)生移動．“吸盤”是利用

 

起固定作用的．
（2）豆?jié){機(jī)電源線的插頭有三個腳，如圖所示，其中稍長些的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬部分與

 

相連接．
（3）豆?jié){機(jī)的機(jī)頭主要由一個電熱器（電熱絲）和一個電動機(jī)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(jìn)行的．由此可知，豆?jié){機(jī)中的電動機(jī)和電熱器的連接方式是

 

．
（4）當(dāng)香噴噴的豆?jié){打好后，王聰打開豆?jié){機(jī)，如圖所示，他只聞到香味卻看不清楚豆?jié){．請你用學(xué)過的物理知識解釋其中的原因．
（5）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，通過電動機(jī)的電流是多少？

額定電壓	220V
額定功率	50Hz
電動機(jī)額定功率	180W
電熱器額定功率	850W

（6）王聰粗略想測算一下豆?jié){機(jī)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?jié){機(jī)中，測出其初溫為20℃．豆?jié){機(jī)在額定電壓下工作，當(dāng)電熱器加熱的總時間約12min時豆?jié){沸騰，測其溫度為100℃．設(shè)豆?jié){的比熱容大約等于水的比熱容，請你幫他計(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?℃）
（7）王聰想比較一下豆?jié){的密度與水的密度哪個大，但手中沒有密度計(jì)，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）當(dāng)把豆?jié){機(jī)放在平整的桌面上時，把橡皮碗內(nèi)的空氣排出，大氣壓將皮碗緊緊的壓在桌面上，防止豆?jié){機(jī)在打漿時位置發(fā)生移動；
（2）稍長些的腳與豆?jié){機(jī)的金屬外殼相連，當(dāng)插入三孔插座時，就將豆?jié){機(jī)的金屬外殼與大地相連，以防觸電；
（3）因?yàn)殡姛崞骱碗妱訖C(jī)接在同一電源上，可以單獨(dú)工作，互不影響，所以為并聯(lián)；
（4）因?yàn)槎節(jié){的分子在做無規(guī)則熱運(yùn)動，所以能聞到香味；因?yàn)橥趼敶髦�眼鏡，豆?jié){機(jī)內(nèi)的水蒸氣遇到冷的鏡片液化成小水滴附著在鏡片上，所以看不清豆?jié){；
（5）由參數(shù)表找出電動機(jī)的額定電壓和額定功率，利用P=UI求電動機(jī)工作的電流：
（6）求出豆?jié){的質(zhì)量，知道豆?jié){的比熱容約等于水的比熱容，知道豆?jié){的初溫和末溫，利用吸熱公式求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；
（7）用筷子自制一個密度計(jì)比較．

解答：解：（1）“吸盤”是利用大氣壓起固定作用的；
（2）豆?jié){機(jī)電源線的插頭有三個腳，其中稍長些的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬部分與大地相連接；
（3）電熱器和電動機(jī)可以單獨(dú)工作，互不影響，為并聯(lián)；
（4）只聞到香味，是因?yàn)槎節(jié){的分子在做無規(guī)則運(yùn)動；看不清豆?jié){是因?yàn)槎節(jié){機(jī)內(nèi)的水蒸氣遇到冷的鏡片液化成小水滴附著在鏡片上；
（5）電動機(jī)的電流：
I_電機(jī)=

P額

U額

=

180W

220V

=0.82A；
（6）豆?jié){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，
電流通過電熱器做的功：
W_電=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
電熱器的加熱效率：
η=

Q吸

W電

=

5.31×105J

6.12×105J

×100%≈86.8%；
（7）取一支筷子，在下端固定一螺絲帽，使其分別直立地漂浮在水和豆?jié){中，筷子露出液面多的密度大．
故答案為：（1）大氣壓；
（2）地；
（3）并聯(lián)；
（4）豆?jié){的分子在做無規(guī)則運(yùn)動；豆?jié){機(jī)內(nèi)的水蒸氣遇到冷的鏡片液化成小水滴附著在鏡片上；
（5）電動機(jī)的電流為0.82A；
（6）豆?jié){吸收的熱量為5.31×10⁵J，電熱器的加熱效率為86.8%；
（7）取一支筷子，在下端固定一螺絲帽，使其分別直立地漂浮在水和豆?jié){中，筷子露出液面多的密度大．

點(diǎn)評：本題考查了密度知識、壓強(qiáng)知識、安全用電知識、分子的運(yùn)動、液化現(xiàn)象、電路的串并聯(lián)、熱量的計(jì)算、電功的計(jì)算、效率的計(jì)算，雖然難度不大，但綜合性強(qiáng)，屬于難題，要細(xì)心處理！