Question

小聪是班里有名的“物理迷”，他爱观察，勤思考．一天，妈妈到超市买了一台家用豆浆机，如图，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）豆浆机的机头主要有一个电热器（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，再加热煮沸，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

．
（2）豆浆机铭牌上的部分技术参数如下表，豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？

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

（3）小聪粗略想测算一下豆浆机电热器的加热功率大约是多少，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?℃）]．
（4）小聪想比较一下豆浆的密度和水的密度哪个大，但手中没有天平和量筒，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）根据用电器的工作特点可判断豆浆机中的电动机和电热器的连接方式；
（2）由参数表可知电动机的额定电压和额定功率，利用I=

P

U

求电动机工作的电流：
（3）先求出豆浆的质量，利用吸热公式求出吸收的热量（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．
（4）找一木块，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）因为豆浆机中的电动机和电热器能独立工作、互不影响，所以是并联的；
故答案为：并联．
（2）电动机的电流为：
I_电机=

P电机

U额

=

180W

220V

≈0.82A；
答：豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流约为0.82A．
（3）豆浆吸收的热量为：
Q=cm（t₂ -t₁）=4.2×10³J∕（kg?℃）×（ 1.5kg+0.08kg）×（100℃-20℃）=5.31×10⁵J，
电流通过电热器做的功为：
W=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
电热器的加热效率为：
η=

Q

W

=

5.31×105J

6.12×105J

≈87%；
答：豆浆吸收了5.31×10⁵J的热量，豆浆机电热器的加热效率大约是87%．
（4）将水和豆浆分别放入两个容器中，让一木块分别在水和豆浆中漂浮，比较露出的体积的多少即可判断豆浆的密度与水的密度哪个大．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．

点评：本题考查了串并联电路的辨析、电功率公式的灵活应用、热量的计算、电功的计算、效率的计算等，虽然涉及的知识点较多，综合性强，但都是基础知识，只要细心处理，难度不大．