Question

【題目】如圖甲是現(xiàn)在學(xué)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(fā)現(xiàn)當(dāng)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(nèi)閃爍了160次，秋此時食堂電路中的實際電壓．

Answer 1

【答案】
（1）解：V=300L=300dm3=0.3m3，

由ρ= 可得水的質(zhì)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）解：由P= 可知，當(dāng)開關(guān)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(guān)都閉合時，電路為R1和R2的并聯(lián)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，

所以： + =P加熱，

+ =3630W，

解得：R1=20Ω；

（3）解：由圖丙知電能規(guī)格：3200r/kWh，

只有電鍋爐在進行加熱工作時，電能表指示燈在1min內(nèi)閃爍了160次，

所以其實際消耗電能：W= ×3.6×106J/kW=1.8×105J，

所以其實際功率：P實= = =3000W，

所以R總= = ，即： = ，

解得：U實=200V．

【解析】（1）由ρ= 可得水箱裝滿水時水的質(zhì)量，然后根據(jù)Q吸=Cm（t﹣t0）計算出水吸收的熱量；（2）根據(jù)P= 判斷飲水機在S閉合和斷開時的工作狀態(tài)，加熱功率根據(jù)P= 計算R1的阻值；（3）由P= 先計算電鍋爐的實際功率，再由P= 計算實際電壓．