Question

5．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，其中稍長些的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬部分與地線相連接．
（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)．
（3）當(dāng)香噴噴的豆?jié){打好后，王聰打開豆?jié){機(jī)，如圖所示，他只聞到香味卻看不清楚豆?jié){．請(qǐng)你用學(xué)過的物理知識(shí)解釋其中的原因．

額定電壓	220V
額定頻率	50Hz
電動(dòng)機(jī)額定功率	180W
電熱器額定功率	850W

（4）王聰粗略想測算一下豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是多少．于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆?jié){機(jī)中，測出其初溫為20℃．豆?jié){機(jī)在額定電壓下工作，當(dāng)電熱器加熱的總時(shí)間約12min時(shí)豆?jié){沸騰，測其溫度為100℃．設(shè)豆?jié){的比熱容大約等于水的比熱容，請(qǐng)你幫他計(jì)算豆?jié){吸收了多少熱量？豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是多少？【C_水=4.2×10³J/（kg•℃）】

Answer 1

分析 （1）為了安全，三角插頭中較長的腳與用電器的金屬外殼相連，然后與插座中的地線相連；
（2）并聯(lián)電路中各用電器互不影響；
（3）分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；物質(zhì)從氣態(tài)到液體的變化叫液化；
（4）根據(jù)Q=cm△t求出豆?jié){西施的熱量，然后根據(jù)W=pt求出電熱器消耗的電能，最后根據(jù)η=$\frac{Q}{W}$求出加熱效率．

解答 解：（1）豆?jié){機(jī)電源線的插頭有三個(gè)腳，為了安全其中稍長些的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬部分與地線相連，并通過三孔插座與地線相連；
（2）豆?jié){機(jī)中的電動(dòng)機(jī)和電熱器都可以單獨(dú)工作，因此它們并聯(lián)連接；
（ 3）聞到香味，是因?yàn)槎節(jié){的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；看不清豆?jié){是因?yàn)槎節(jié){機(jī)內(nèi)的水蒸氣遇到冷的鏡片液化成小水滴附著在鏡片上，使王聰看不清豆?jié){；
（4）豆?jié){吸收的熱量為：
Q=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J∕（kg•℃）×（ 1.5+0.08）kg×（100℃-20℃）=5.31×10⁵J；                                          
電流通過電熱器做的功：
W=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J；
電熱器的加熱效率：
η=$\frac{Q}{W}$×100%=$\frac{5.31×1{0}^{5}J}{6.12×1{0}^{5}J}$×100%≈87%．
答：（1）地線；（2）并聯(lián)；
（3）聞到香味，是因?yàn)槎節(jié){的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；看不清豆?jié){是因?yàn)槎節(jié){機(jī)內(nèi)的水蒸氣遇到冷的鏡片液化成小水滴附著在鏡片上，使王聰看不清豆?jié){；
（4）豆?jié){吸收了5.31×10⁵J的熱量；豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率大約是87%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功與熱量的綜合計(jì)算，計(jì)算時(shí)分清電動(dòng)機(jī)和電熱器的電功率以及知道粗略測算時(shí)豆?jié){吸收的熱量可以看做水吸收的熱量是關(guān)鍵．