Question

11．王聪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）豆浆机电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与大地相连接．
（3）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．
（4）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？（此结果保留两位小数）

额定电压	220V
额定功率	50Hz
电动机额定功率	180W
电热器额定功率	800W

（5）王聪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1420g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℃．请你帮他计算豆浆吸收了多少热量？（设豆浆的比热容大约等于4.0×10³J/（kg•℃）），豆浆机电热器的加热效率大约是多少？
（6）王聪想比较一下豆浆的密度与水的密度那个大，但手中没有密度计，也没有天平和量筒，请你用家中的物品较简单的比较出二者密度的大小．

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）稍长些的脚与豆浆机的金属外壳相连，当插入三孔插座时，就将豆浆机的金属外壳与大地相连，以防触电；
（3）根据并联电路中各用电器工作时互不影响，可以单独工作的特点判断；
（4）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；
（5）先求出豆浆的质量，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）；知道消耗的电能（总能量），再利用效率公式求电热器的加热效率；
（6）可根据F_浮=ρ_液V_排g，当浮力一定时，比较V_排大小，判断密度大小．

解答 解：（1）“吸盘”是利用大气压起固定作用的；
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与大地相连接；
（3）因为电热器和电动机接在同一电源上，可以单独工作，互不影响，所以为并联；
（4）由P=UI得：
电动机的电流I_电机=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{180W}{220V}$≈0.82A；
（5）豆浆的质量为m=m_豆+m_水=80g+1420g=1500g=1.5kg，
豆浆吸收的热量为：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg•℃）×1.5kg×（100℃-20℃）=4.8×10⁵J；
电流通过电热器做的功：W=Pt=800W×12×60s=5.76×10⁵J
电热器的加热效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.8×1{0}^{5}J}{5.76×1{0}^{5}J}$×100%≈83.3%；
电热器和电动机可以单独工作，互不影响，为并联；
（6）用同一只筷子，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，因为漂浮，浮力等于重力，即浮力相等，根据F_浮=ρ_液V_排g，露出的体积越少，V_排越大，密度越小．所以筷子露出液面多的密度大．
故答案为：（1）大气压；（2）大地；（3）并联；
（4）电动机的电流为0.82A；
（5）豆浆吸收了4.8×10⁵J的热量；豆浆机电热器的加热效率大约是83.3%；
（6）用同一只筷子，使其分别直立地漂浮在水和豆浆中，筷子露出液面多的密度大．

点评 本题考查了密度知识、大气压强知识、安全用电知识、热量和效率的计算，以及浮沉条件的应用，虽然难度不大，但有一定的综合性，要细心处理！