Question

常用豆浆机的构造、铭牌如图所示，制作过程是先在杯中加入清水，用小量杯取适量干豆倒入，接上电源，选择“全豆”程序，按下“开始”键，豆浆机开始工作．很快可以看到加热管上有小气泡产生，一会儿电动机带动打浆刀迅速旋转搅拌了几次，又过了一会儿，发现沉在杯底的黄豆慢慢上浮了．一段时间后，水开始沸腾起来，打浆刀在电动机的驱动下高速旋转，就是这样电加热管和电动机间断式的工作着…，大约20分钟后，几杯鲜豆浆制作完成了．

产品名称	全自动家用豆浆机
颜色	橘黄色
型号	JYDZ-29
额定电压	220V-50HZ
电机额定功率	180W
加热管额定功率	750W
容量	1000-1200ml

请你回答以下一些物理问题：
（1）机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动，“吸盘”是利用

大气压

起固定作用的．
（2）制作时为什么黄豆会上浮呢？其原因是

黄豆体积变大，浮力大于重力，所以上浮

．
（3）豆浆机的机头主要由一个加热管（电热丝）和一个电动机带动的打浆刀构成，由制作豆浆机的过程可知，豆浆机中的电动机和电加热管的连接方式是

并联

．
（4）豆浆机铭牌上的部分参数如上表，豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多大？
（5）已知干黄豆的密度为1.2×10³kg/m³，加入60g干黄豆，应加多少g清水后可达杯容量的上限值1200ml？
（6）大豆和清水的初温是20℃，如果加入60g干黄豆后再加水1.065kg，豆浆机在额定电压下工作，当加热管加热的总时间为10min时，豆浆沸腾，测其温度为100℃，豆浆的比热容大约为4.0×10³J/（kg?℃）．求豆浆机加热管的加热效率是多少？（设大豆与清水混合后的比热容与豆浆的比热容相近）
（7）豆浆打好后，带眼镜的小星打开豆浆机，往里一看，镜片却变模糊了，请你解释其中的原因．

Answer 1

分析：（1）当把豆浆机放在平整的桌面上时，把橡皮碗内的空气排出，大气压将皮碗紧紧的压在桌面上，防止豆浆机在打浆时位置发生移动；
（2）根据物体的浮沉条件可知，当物体的重力小于受到的浮力时，物体上浮；
（3）因为电热器和电动机接在同一电源上，可以单独工作，互不影响，所以为并联；
（4）由参数表找出电动机的额定电压和额定功率，利用P=UI求电动机工作的电流；
（5）先根据密度公式求出黄豆的体积，再求出需加水的体积，最后利用密度公式求出需加水的质量；
（6）先求出豆浆的质量，再根据Q=cm△t求出豆浆吸收的热量，再根据Q=W=Pt求出电加热管放出的总热量，最后根据效率公式求出加热的效率；
（7）镜片变模糊是水蒸气的液化现象．

解答：解：（1）“吸盘”是利用大气压起固定作用的；
（2）黄豆吸水后体积变大，排开的水增多，浮力大于重力，所以上浮；
（3）因为电动机和电加热管可以单独工作，所以它们是并联的；
（4）根据P=UI可得：
豆浆机在额定电压下打浆时电动机的电流I=

P

U

=

180W

220V

≈0.82A；
（5）根据ρ=

m

V

可得：
60g干黄豆的体积为V_豆=

m豆

ρ豆

=

60g

1.2g/cm3

=50cm³，
容器的体积V=1200ml=1200cm³，
加水体积为V_水=V-V_豆=1200cm³-50cm³=1150cm³，
应加水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×1.15×10^-3m³=1.15kg=1150g；
（6）豆浆质量为M=1.065kg+0.06kg=1.125kg，
豆浆吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.0×10³J/（kg?℃）×1.125kg×（100℃-20℃）=3.6×10⁵J，
消耗的电能：
W_加热=Pt=750W×10×60s=4.5×10⁵J，
豆浆机加热管的加热效率：
η=

Q吸

W加热

=

3.6×105J

4.5×105J

=80%；
（7）豆浆机内有大量的水蒸气，水蒸气遇到冷的眼镜片液化形成小水滴使眼镜模糊．
答：（1）大气压；
（2）黄豆体积变大，浮力大于重力，所以上浮；
（3）并联；
（4）通过电动机的电流约为0.82A；
（5）应加1150g清水后可达杯容量的上限值1200ml；
（6）求豆浆机加热管的加热效率是80%；
（7）水蒸气遇到冷的眼镜片液化形成小水滴使眼镜片模糊．

点评：这是一道综合性很强的题目，通过生活中常用的豆浆机考查了大气压的应用、物体浮沉条件的应用、电路串并联的判断、电功率的计算、热量的计算、物态变化现象的分析等，与生活实际联系密切，应用具体，虽然难度不大，但综合性强，属于难题，要细心处理！