Question

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(mǎi)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)．

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

（1）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(guò)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________．
（2）豆?jié){機(jī)銘牌上的部分技術(shù)參數(shù)如右表．豆?jié){機(jī)在額定電壓下打漿時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是多少？
（3）小華粗略想測(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){的比熱容等于水的比熱容，請(qǐng)你幫他計(jì)算豆?jié){吸收了多少熱量？（提示：豆?jié){質(zhì)量等于大豆質(zhì)量與水的質(zhì)量之和）
電流通過(guò)電熱器做的功是多少J？
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

解：（1）電熱器和電動(dòng)機(jī)可以獨(dú)立工作，互不影響，所以為并聯(lián)；
（2）電動(dòng)機(jī)的電流為：
I_電機(jī)==≈0.82A；
（3）豆?jié){吸收的熱量為：
Q=cm（t₂ -t₁）=4.2×10³J∕（kg?℃）×（1.5kg+0.08kg）×（100℃-20℃）=5.3088×10⁵J，
電流通過(guò)電熱器做的功為：
W=Pt=850W×12×60s=6.12×10⁵J，
電熱器的加熱效率為：
η==≈87%．
答：（1）并聯(lián)；（2）電動(dòng)機(jī)的電流約為0.82A；（3）豆?jié){吸收的熱量為5.31×10⁵J；電流通過(guò)電熱器做的功是6.12×10⁵J；豆?jié){機(jī)電熱器的加熱效率約為87%．
分析：（1）因?yàn)殡姛崞骱碗妱?dòng)機(jī)接在同一電源上，可以獨(dú)立工作，互不影響，所以為并聯(lián)；
（2）由參數(shù)表可知電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定功率，利用I=求電動(dòng)機(jī)工作的電流：
（3）先求出豆?jié){的質(zhì)量，利用吸熱公式求出吸收的熱量（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．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串并聯(lián)電路的辨析、電功率公式的靈活應(yīng)用、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)，只要細(xì)心處理，難度不大．