小益家的豆漿機銘牌和簡化電路如圖所示。豆漿機工作時加熱器先加熱，待水温達到64℃時温控開關閉合，電動機開始打磨...

問題詳情：

小益家的豆漿機銘牌和簡化電路如圖所示。豆漿機工作時加熱器先加熱，待水温達到64℃時温控開關閉合，電動機開始打磨且加熱器繼續加熱，直到產出豆漿成品，電源開關自動斷開。小益用初温20℃，質量lkg的水和少量豆子製作豆漿，設電源電壓為220V恆定不變，不計導線的電阻。求：

（1）從物理學的角度解釋熱氣騰騰的豆漿散發出香味的原因：

（2）加熱器單獨工作時電路中的電流；

（3）質量為1kg的水從20℃加熱到64℃需要吸收的熱量[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]；

（4）本次製作豆漿共計用了9min的時間。如果在温控開關閉合前加熱器產生的熱量70%被水吸收，且不計豆子吸收的熱量。求本次製作豆漿共消耗的電能。

【回答】

（1）由於分子在永不停息的做無規則運動，並且温度越高，分子的運動越劇烈，所以豆漿分子快速進入到空氣中；

（2）加熱器單獨工作時電路中的電流為4A；

（3）質量為1kg的水從20℃加熱到64℃需要吸收的熱量為1.848×105J；

（4）本次製作豆漿共消耗的電能為5.04×105J。

【分析】（1）分子在永不停息地做無規則運動；

（2）已知加熱器的功率，根據P＝UI的應用可求出加熱器單獨工作時電路中的電流；

（3）根據Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；

（4）先根據W＝求出豆漿機的水温升到64℃加熱器單獨工作時消耗的電能，然後根據P＝求出加熱器單獨工作時的時間，再利用W＝Pt求出加熱器和電動機消耗的電能，進一步求出本次製作豆漿共消耗的電能。

【解答】解：（1）由於分子在永不停息的做無規則運動，並且温度越高，分子的運動越劇烈，所以豆漿中的香分子快速進入到空氣中；

（2）由P＝UI可得，加熱器單獨工作時電路的電流：

I加＝＝＝4A；

（3）水吸收的熱量：

Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（64℃﹣20℃）＝1.848×105J；

（4）豆漿機的水温升到64℃前只有加熱器工作，加熱器單獨工作時消耗的電能：

W＝＝＝2.64×105J，

由P＝可得，加熱器單獨工作的時間：

t＝＝＝300s＝5min，

因此加熱器和電動機同時工作的時間：t′＝9min﹣5min＝4min，

則加熱器和電動機同時工作消耗的電能：

W′＝P總t′＝（880W+120W）×4×60s＝2.4×105J，

本次製作豆漿共消耗的電能：

W總＝W+W′＝2.64×105J+2.4×105J＝5.04×105J。

【點評】本題為電熱綜合題，考查了分子的無規則運動、吸熱公式、效率公式、電功公式、電功率公式及其變形公式的應用，分析表中數據、從中得出相關數據是關鍵。

聲明：試題解析著作權屬菁優網所有

知識點：電功率單元測試

題型：計算題