跨学科实践：探索家用电器节能和环保的有关问题（教学课件）物理沪粤版2024九年级上册

沪粤版 九年级上册 第十五章 电能与电功率 跨学科实践：探索家用电器节能和环保的有关问题 1 目录 What We’ll Cover Today Contents 活动背景与意义 01. 02. 活动目标 知识准备 —— 物理学科关联 04. 知识准备 —— 化学学科关联 03. 05. 知识准备 —— 语文、数学学科关联 方案制订 06. 2 目录 What We’ll Cover Today Contents 实践工具准备 01. 实践过程 —— 任务 1 实施（家电铭牌调查） 02. 3 01 活动背景与意义 Start of a New Part 4 家电现状与问题 家电普及与能耗 随着科技发展，家用电器普及，成为生活必备品。但传统家电能耗、环保问题渐显，如老旧冰箱耗电且制冷剂破坏臭氧层。 跨学科融合价值 融合物理（电能计算、功率知识）、化学（废旧家电有害物质）、语文（小论文撰写）、数学（数据统计分析）等学科。借探究家电节能环保，学知识融合运用，树环保与节能意识，呼应“双碳”目标，培养社会责任感。 5 02 活动目标 6 掌握家电参数识别 掌握家电额定功率、节能认证识别；会测电量、算电费；能析家电节能与环保问题，撰跨学科小论文。 科学探究目标 运用多学科知识分析 经观察、调查、查阅、实践，练跨学科探究法，用物理公式（W=Pt）算能耗，借化学知识析污染，以数学统计找用电规律。 7 科学态度与责任目标 树立环保节能意识 强环保节能意识，养成绿色生活习惯；懂家电安全使用，护自身与环境健康；促团队协作（家庭、同学间），分享交流中增社会参与感。 8 03 知识准备 —— 物理学科关联 Start of a New Part 9 额定功率与实际功率 概念与公式 额定功率是电器正常工作时功率（铭牌标识），实际功率随实际电压变化而变化（ )，(U变则P变）。如空调，额定电压220V时功率固定，电压波动（如用电高峰），实际功率改变，影响制冷及耗电。 实际应用与拓展 教学生用多用电表测简单家电（如台灯）电阻，结合家庭电压，用公式算不同电压下实际功率，理解功率变化对电能消耗、电器寿命影响。 10 电能计算 公式与计算 公式：W=Pt W是电能，单位千瓦时或度；P是功率，单位千瓦；t是时间，单位小时）。如1000瓦（1千瓦）空调开2小时，耗电W=1kW ×2h=2度。 实际测量与分析 结合电能表参数（如“3000imp/kWh”，脉冲数与电能关系），教学生通过记录电能表脉冲闪烁次数，测算家电实际耗电量，对比额定功率计算值，分析差异原因（如电器待机功耗、电压波动）。 11 04 知识准备 —— 化学学科关联 Start of a New Part 12 成分与危害 废旧冰箱、空调制冷剂含氟利昂（如R22），破坏臭氧层；废旧电视、电脑显示屏含铅、汞，电路板含镉等重金属，渗入土壤、水源，污染环境，危害人体（如汞致神经中毒，铅影响儿童智力）。 废旧家电有害物质 环保技术与回收 介绍“无氟冰箱”“低汞显示屏”等环保家电技术，及废旧家电正规回收处理流程（如重金属提取、制冷剂无害化处理），让学生懂科技进步对环保助力，及回收重要性。 13 05 知识准备 —— 语文、数学学科关联 Start of a New Part 14 Here’s the Key Information 语文学科 小论文撰写 明确“使用家用节能电器，倡导低碳生活”论文结构（引言 - 家电节能环保现状；主体 - 问题分析、节能案例；结论 - 倡议）。教学生用数据（耗电对比）、案例（邻居家节能改造前后电费）增强说服力，规范学术表达（避免口语化，用“综上所述”“由此可见”）。 15 数学学科 数据统计分析 设计家电用电调查表格（含电器名称、功率、使用时长、耗电量），教学生用数学统计（计算平均值、百分比）分析家庭用电规律，如“空调耗电量占家庭总耗电30%”，借柱状图、折线图直观呈现，为节能计划提数据支撑。 16 06 方案制订 Start of a New Part 17 家电铭牌与节能认证调查 任务步骤 列家电清单（电视、冰箱、洗衣机、空调等）；逐一观察铭牌，记录参数；查阅说明书、产品官网，找节能认证信息；填设计好的表格（含电器名称、额定功率、节能认证情况、节能技术）。 任务内容 观察家中电视、冰箱、洗衣机等家电铭牌，记额定功率、电压等参数；找中国电工产品认证委员会节能产品认证标志及认证证书，了解节能等级（1级最节能）。 拓展与对比 对比不同品牌同类型家电（如两款空调），析额定功率、节能认证差异，查资料了解节能技术（如变频技术：空调压缩机转速可调，低负荷时低频运转，省电30% - 50%）对功率、能耗影响。 18 绿色家电与节能小论文撰写 任务内容 查资料明绿色家电内涵（节能、低污染、低排放，如无氟冰箱、LED电视）；调研家电生产（如传统冰箱制冷剂污染，新型用R600a环保制冷剂）、使用（待机功耗：电视待机功率3 - 10瓦，长期待机耗电可观）中节能与环保问题；撰小论文，倡低碳生活。 拓展与创新 引入“碳足迹”概念，教学生算家电使用碳排放量（CO2)排放量 = 耗电量 ×0.785，单位：千克），对比节能与非节能家电碳排差异，让论文数据更具科学性、创新性。 任务步骤 定论文主题（如《绿色家电，低碳生活新选择》）；查绿色家电资料，收生产、使用问题案例；用物理（能耗计算）、化学（污染分析）知识析问题；按引言 - 主体 - 结论结构写作，融入碳足迹计算等创新内容。 19 家庭用电调查与节能计划 任务内容 观察电能表（了解参数：如“220V 10（40）A”，额定电压、最大电流），与家长记家电使用时长（如空调每天8小时，冰箱24小时）；算每月耗电量（W = Pt，累加各家电）、电费（单价 × 总电量）；找浪费电能现象（如长明灯、电器待机），订节能计划（如“空调设26℃、随手关电器”）。 拓展与原理分析 用物理知识析节能计划原理，如空调温度调高1℃，压缩机工作时间减，功率不变时（\(W = Pt\)），\(t\)减则\(W\)减；冰箱减少开门次数，箱内温度稳定，压缩机启动少，耗电降，借公式量化节能效果。 任务步骤 识电能表参数，学读数（当前电量、上月底数）；记家电使用时长，填表格；用公式算耗电量、电费，析用电规律；找浪费现象，依物理原理订节能计划。 20 家电安全与使用卡片制作 任务内容 查资料知家电安全使用环境（如电视避潮湿，洗衣机防漏电）、年限（如冰箱8 - 10年，空调10 - 15年）；明废旧家电有害物质（如电视汞泄漏）及危害；制安全、节能使用卡片，含“定期清理空调滤网（保通风，降能耗）”“超年限及时更换（防故障、高耗能）”等。 拓展与知识应用 结合物理“绝缘体、导体”知识，析家电漏电原因（绝缘层老化，导体外露），教学生用验电笔自查家电漏电隐患；借化学“物质毒性”知识，讲废旧家电规范回收对防污染重要性，让卡片内容更具科学性、实用性。 任务步骤 查各家电安全、年限资料；梳理有害物质及防护、回收知识；设计卡片（分安全、节能板块）；融入物理、化学知识，完善内容。 21 07 实践工具准备 Start of a New Part 22 物理工具 多用电表（测电阻、电压，析家电电路）、电能表（自家或模拟教具，记电量）、秒表（测家电工作时间）。 其他工具 调查表（纸质/电子）、笔（记录）、电脑/手机（查资料、写论文）。 Here’s the Key Information 工具清单 23 Here’s the Key Information 工具使用指导 多用电表使用 选合适量程（测家电电阻选“Ω”档，先调零），断电测电阻（防触电、损表）；测电压选“V”档，并联被测电路。 电能表使用 识表盘参数（脉冲数、额定电压），教学生用“脉冲闪烁次数÷参数”算实际耗电量，如3000imp/kWh，闪烁600次，耗电(600÷3000 = 0.2)度。 24 08 实践过程 —— 任务 1 实施（家电铭牌调查） Start of a New Part 25 节能与非节能对比 以“节能冰箱”为例，拍铭牌特写（标“额定功率150W、中国节能认证标志”），讲额定功率含义（220V下正常工作功率），对比旧冰箱（额定功率200W），算每天耗电差（\(W = Pt\)，\((200 - 150)×10^{-3}kW×24h = 1.2\)度），体现节能优势。 分析非节能原因 找无节能认证家电，如旧台灯（额定功率40W），查资料析非节能因（如用白炽灯泡，发光效率低，耗电多；无变频等节能技术）。 Here’s the Key Information 示例演示 26 Here’s the Key Information 学生任务 调查与对比 分组（或家庭为单位）完成自家家电调查；对比节能与非节能家电参数、能耗；填表格，总结节能认证对降耗作用。 27 Thank You 汇报人：物理怪怪怪 时间：2025. 28 $$