如图甲是现在学校普遍使用的电锅炉，它的水箱容积为300L，额定电压为220V，电锅炉有加热和保温两档，其电路简化图如图乙R2=40Ω，正常工作时电锅炉的加热功率为3630W，求：（1）若水箱装满水，将水从20℃加热到100℃，水吸收的热量（C水=4.2×103J/㎏℃）（2）R1的阻值；（3）食堂工作人员发现当电路只有电锅炉在进行加热工作时，如图丙所示的电能表指示灯在1min内闪烁了160次，秋此时食堂电路中的实际电压．
2020-02-08
如图甲是现在学校普遍使用的电锅炉，它的水箱容积为300L，额定电压为220V，电锅炉有加热和保温两档，其电路简化图如图乙R2=40Ω，正常工作时电锅炉的加热功率为3630W，求：
（1）若水箱装满水，将水从20℃加热到100℃，水吸收的热量（C水=4.2×103J/㎏℃）
（2）R1的阻值；
（3）食堂工作人员发现当电路只有电锅炉在进行加热工作时，如图丙所示的电能表指示灯在1min内闪烁了160次，秋此时食堂电路中的实际电压．
优质解答
（1）V=300L=300dm3=0.3m3，
由ρ=可得水的质量为：m=ρV=1×103kg/m3×0.3m3=300kg；
水吸收的热量为：Q吸=C水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×300kg×（100℃-20℃）=1.008×108J；
（2）由P=可知，当开关S2闭合时，电路中只有电阻R2，此时电路中的电阻最大，电功率最小，电锅炉处于保温档；
开关都闭合时，电路为R1和R2的并联电路，电路中的电阻最小，电锅炉处于加热档；
正常工作时电锅炉的加热功率为3630W，即：P1+P1=P加热，
所以：+=P加热，
+=3630W，
解得：R1=20Ω；
（3）由图丙知电能规格：3200r/kW•h，
只有电锅炉在进行加热工作时，电能表指示灯在1min内闪烁了160次，
所以其实际消耗电能：W=×3.6×106J/kW=1.8×105J，
所以其实际功率：P实===3000W，
所以R总==，即：=，
解得：U实=200V．
答：（1）若水箱装满水，将水从20℃加热到100℃，水吸收的热量为1.008×108J；
（2）R1的阻值为20Ω；
（3）食堂电路中的实际电压200V．
（1）V=300L=300dm3=0.3m3，
由ρ=可得水的质量为：m=ρV=1×103kg/m3×0.3m3=300kg；
水吸收的热量为：Q吸=C水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×300kg×（100℃-20℃）=1.008×108J；
（2）由P=可知，当开关S2闭合时，电路中只有电阻R2，此时电路中的电阻最大，电功率最小，电锅炉处于保温档；
开关都闭合时，电路为R1和R2的并联电路，电路中的电阻最小，电锅炉处于加热档；
正常工作时电锅炉的加热功率为3630W，即：P1+P1=P加热，
所以：+=P加热，
+=3630W，
解得：R1=20Ω；
（3）由图丙知电能规格：3200r/kW•h，
只有电锅炉在进行加热工作时，电能表指示灯在1min内闪烁了160次，
所以其实际消耗电能：W=×3.6×106J/kW=1.8×105J，
所以其实际功率：P实===3000W，
所以R总==，即：=，
解得：U实=200V．
答：（1）若水箱装满水，将水从20℃加热到100℃，水吸收的热量为1.008×108J；
（2）R1的阻值为20Ω；
（3）食堂电路中的实际电压200V．