Question

8．小柯是班里有名的“物理迷”，他爱观察，勤思考．一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识．
（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动．“吸盘”是利用大气压起固定作用的．
（2）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成．制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的．由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是并联．
（3）豆浆机铭牌上的部分技术参数如表．豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？

额定电压	220V
额定频率	50Hz
电动机额定功率	180W
电热器额定功率	850W

（4）小柯粗略想测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少．于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃．豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热的总时间约12min时豆浆沸腾，测其温度为100℃．设豆浆的比热容大约等于水的比热容，请你帮他计算豆浆吸收了多少热量？豆浆机电热器的加热效率大约是多少？【c_水=4.2×10³J/（kg．℃）】

Answer 1

分析 （1）当把豆浆机放在平整的桌面上时，把橡皮碗内的空气排出，大气压将皮碗紧紧的压在桌面上，防止豆浆机在打浆时位置发生移动；
（2）串联的各用电器相互影响，不能独立工作；并联的各用电器互不影响，能独立工作；
（3）由参数表找出电动机的额定电压和额定功率，利用P=UI求电动机工作的电流；
（4）求出豆浆的质量，知道豆浆的比热容约等于水的比热容，知道豆浆的初温和末温，利用吸热公式求吸收的热量有用能量）；利用W_电=Pt求消耗的电能（总能量），再利用效率公式求电热器的加热效率．

解答 解：（1）“吸盘”是利用大气压起固定作用的；
（2）由题意知，加热和打浆是交替进行的，电动机与电热器能独立工作，互不影响，因此它们是并联的；
（3）由P=UI可得，电动机的电流：I_电机=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{180W}{220V}$≈0.82A；
（4）豆浆吸收的热量为：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J∕（kg•℃）×（1.5+0.08）kg×（100℃-20℃）=5.31×10⁵J，
因为P=$\frac{W}{t}$，
所以电流通过电热器做的功：W_电=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
电热器的加热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{电}}$×100%=$\frac{5.31×1{0}^{5}J}{6.12×1{0}^{5}J}$×100%≈86.8%．
答：（1）大气压；（2）并联；（3）通过电动机的电流是0.82A；
（4）豆浆吸收了5.31×10⁵J热量，豆浆机电热器的加热效率大约是86.8%．

点评 本题考查了大气压的应用、电路的基本连接方式、热量的计算、电功的计算、效率的计算，虽然难度不大，但综合性强，要细心处理！