Question

17．小華是班里有名的“物理迷”，他愛(ài)觀察，勤思考．一天，媽媽到超市購(gòu)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(guò)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，其中稍長(zhǎng)些的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬部分與大地相
連接．
（2）當(dāng)香噴噴的豆?jié){打好后，王聰打開(kāi)豆?jié){機(jī)，如圖2所示，他只聞到香味卻看不清楚豆?jié){．他能聞到香
味的原因是什么？

（3）豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如表．豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)（提示：這時(shí)還沒(méi)有開(kāi)始煮豆?jié){），通過(guò)豆?jié){機(jī)的電流是多少？

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(cè)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(cè)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(cè)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）稍長(zhǎng)些的腳與豆?jié){機(jī)的金屬外殼相連，當(dāng)插入三孔插座時(shí)，就將豆?jié){機(jī)的金屬外殼與大地相連，以防觸電；
（2）因?yàn)槎節(jié){的分子在做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，所以能聞到香味；因?yàn)橥趼敶髦�眼鏡，豆?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，所以看不清豆?jié){；
（3）由參數(shù)表找出電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定功率，利用P=UI求電動(dòng)機(jī)工作的電流：
（4）求出豆?jié){的質(zhì)量，知道豆?jié){的比熱容約等于水的比熱容，知道豆?jié){的初溫和末溫，利用吸熱公式求吸收的熱量有用能量）；利用W_電=Pt求消耗的電能（總能量），再利用效率公式求電熱器的加熱效率．

解答 解：
（1）豆?jié){機(jī)電源線的插頭有三個(gè)腳，其中稍長(zhǎng)些的腳是把豆?jié){機(jī)的金屬部分與大地相連接；
（2）只聞到香味，是因?yàn)槎節(jié){的分子在做無(wú)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；
（3）因?yàn)镻=UI，
所以電動(dòng)機(jī)的電流：
I_電機(jī)=$\frac{{P}_{電機(jī)}}{{U}_{額}}$=$\frac{180W}{220V}$=0.82A；
（4）豆?jié){吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J∕（kg•℃）×（1.5+0.08）kg×（100℃-20℃）=5.31×10⁵J，
因?yàn)镻=$\frac{W}{t}$，
所以電流通過(guò)電熱器做的功：W_電=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
電熱器的加熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{W}_{電}}$=$\frac{5.31×1{0}^{5}J}{6.12×1{0}^{5}J}$×100%≈86.8%．
答：
（1）大地；
（2）豆?jié){的分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；
（3）電動(dòng)機(jī)的電流為0.82A；
（4）電熱器的加熱效率為86.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了安全用電知識(shí)、分子的運(yùn)動(dòng)、液化現(xiàn)象、熱量的計(jì)算、電功的計(jì)算、效率的計(jì)算，雖然難度不大，但綜合性強(qiáng)，要細(xì)心處理！