Question

【題目】如圖甲是現在學校普遍使用的電鍋爐，它的水箱容積為300L，額定電壓為220V，電鍋爐有加熱和保溫兩檔，其電路簡化圖如圖乙，R2＝40Ω，正常工作時電鍋爐的加熱功率為3630W，求：

（1）若水箱裝滿水，將水從20℃加熱到100℃，水吸收的熱量（c水＝4.2×103J/㎏℃）

（2）R1的阻值；

（3）食堂工作人員發現當電路只有電鍋爐在進行加熱工作時，如圖丙所示的電能表指示燈在1min內閃爍了160次，求此時食堂電路中的實際電壓。

Answer 1

【答案】（1）1.008×108J；（2）20Ω；（3 200V

【解析】

（1）V＝300L＝300dm3＝0.3m3，

水的質量為：m＝ρV＝1×103kg/m3×0.3m3＝300kg；

水吸收的熱量為：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg℃）×300kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×108J；

（2）由可知，當開關S2閉合時，電路中只有電阻R2，此時電路中的電阻最大，電功率最小，電鍋爐處于保溫檔；開關都閉合時，電路為R1和R2的并聯電路，電路中的電阻最小，電鍋爐處于加熱檔；正常工作時電鍋爐的加熱功率為3630W，即：P1+P1＝P加熱，，，解得：R1＝20Ω；

（3）由圖丙可知電能表參數：3200r/kWh，

只有電鍋爐在進行加熱工作時，電能表指示燈在1min內閃爍了160次，

所以其實際消耗電能：，

所以其實際功率：，

所以，即：， 解得：U實＝200V。

答：（1）若水箱裝滿水，將水從20℃加熱到100℃，水吸收的熱量為1.008×108J；

（2）R1的阻值為20Ω；

（3）食堂電路中的實際電壓200V。