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(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){的過程，發(fā)現(xiàn)其中用到了許多物理知識(shí)．
（1）豆?jié){機(jī)電源線的插頭有三個(gè)腳，如圖1所示，其中間稍長些的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬外殼與

大地

相連接；
（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)

；

額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動(dòng)機(jī)額定功率	176W
電熱器額定功率	800W

（3）豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如上表．豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流是多少？
（4）為了測量豆?jié){機(jī)電熱器加熱時(shí)的效率，王聰和父親合作進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：關(guān)掉家里所有用電器，把80g大豆和1170g清水放入豆?jié){機(jī)中，打漿后測出豆?jié){溫度為20℃，接著電熱器將豆?jié){加熱至100℃沸騰．在加熱時(shí)間內(nèi)觀察到家中電能表（如圖2）轉(zhuǎn)過200r．設(shè)豆?jié){的比熱容等于水的比熱容【C_水=4.2×10³J/（kg．℃）】，請幫他計(jì)算：
①豆?jié){吸收的熱量；
②豆?jié){機(jī)加熱時(shí)消耗的電能；
③豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率．

Answer 1

分析：（1）三角插座中稍長的插腳接地，使用電器的金屬外殼與地相連，保證安全．
（2）串聯(lián)的各電路元件相互影響，不能獨(dú)立工作；并聯(lián)的用電器互不影響，可以獨(dú)立工作；據(jù)此判斷連接方式．
（3）由銘牌找出豆?jié){機(jī)的額定電壓及打漿時(shí)的額定功率，由電功率的變形公式求出電動(dòng)機(jī)的電流．
（4）已知比熱、初末溫度、質(zhì)量，由熱量公式可以求出豆?jié){吸收的熱量；
根據(jù)電能表銘牌及電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)求出豆?jié){機(jī)消耗的電能；
已知豆?jié){吸收的熱量，豆?jié){機(jī)消耗的電能，由效率公式可以求出豆?jié){機(jī)的效率．

解答：解：（1）豆?jié){機(jī)電源線的插頭有三個(gè)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，避免發(fā)生觸電危險(xiǎn)．
（2）由題意可知，豆?jié){機(jī)的打漿與加熱過程互不影響，能獨(dú)立工作，因此電動(dòng)機(jī)與電熱器是并聯(lián)的．
（3）由豆?jié){機(jī)銘牌可知，額定電壓U=220V，打漿額定功率W_打漿=176W，
∵P=UI，∴打漿時(shí)的電流I=

P

U

=

176W

220V

=0.8A．
（4）①豆?jié){的質(zhì)量m=80g+1170g=1250g=1.25kg，
豆?jié){吸收的熱量Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×1.25kg×（100℃-20）=4.2×10⁵J；
②W=

1kW?h

1500r

×200r=

2

15

kW?h=4.8×10⁵J；
③豆?jié){機(jī)的加熱效率η=

Q

W

×100%=

4.2×105J

4.8×105J

×100%=87.5%．
答：（1）大地；（2）并聯(lián)；
（3）豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流是0.8A．
（4）①豆?jié){吸收的熱量4.2×10⁵J．
②豆?jié){機(jī)加熱時(shí)消耗的電能4.8×10⁵J．
③豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率87.5%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查的內(nèi)容很多，是一道綜合題；握基礎(chǔ)知識(shí)，熟練應(yīng)用電功率的變形公式、熱量公式及效率公式是正確解題的前提與關(guān)鍵，解題是要注意單位換算．