Question

（2013?武漢模擬）王明是班里有名的“物理迷”，他愛(ài)觀察，勤思考．一天，媽媽到超市購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)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(guò)程，發(fā)現(xiàn)其中用到了許多物理知識(shí)．王明也想粗略測(cè)算一下豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是多少．完成下列各題：
（1）機(jī)座底部安裝有三個(gè)小橡皮碗，相當(dāng)于“吸盤(pán)”，可以防止豆?jié){機(jī)在打漿時(shí)位置發(fā)生移動(dòng)．“吸盤(pán)”是利用

大氣壓

起固定作用的．
（2）豆?jié){機(jī)的機(jī)頭主要由一個(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)和電熱器的連接方式是

并聯(lián)

．
（3）豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如表．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？

額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動(dòng)機(jī)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(jī)中，測(cè)出其初溫為20℃．用電熱器加熱使豆?jié){沸騰，測(cè)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(jī)在額定電壓下工作，電熱器加熱的總時(shí)間約12min，則豆?jié){機(jī)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(gè)大，但手中沒(méi)有密度計(jì)，也沒(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小．

Answer 1

分析：（1）“吸盤(pán)”是利用大氣壓工作的；
（2）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；
（3）已知電動(dòng)機(jī)額定功率220W，額定電壓220V，根據(jù)P=UI變形可求出通過(guò)電動(dòng)機(jī)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(jì)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(shí)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(jī)電熱器的加熱效率；
（6）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)椤拔�盤(pán)”內(nèi)氣壓小于大氣壓強(qiáng)，大氣壓把“吸盤(pán)”壓在支持面上，所以“吸盤(pán)”是利用大氣壓工作的；
（2）因?yàn)槎節(jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱器能單獨(dú)工作，所以是并聯(lián)的；
（3）通過(guò)電動(dòng)機(jī)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(jī)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(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是1A；
（4）豆?jié){吸收的熱量是5.056×10⁵J；
（5）豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率是70.2%；
（6）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)：本題綜合考查了熱量以及熱效率的計(jì)算，也是一道生活中的物理題，有其實(shí)用價(jià)值．對(duì)公式的把握和運(yùn)用是基礎(chǔ)，只要讀好題，總體來(lái)說(shuō)本題難度不大．