第十八章 第3节 跨学科实践：为家庭节约用电&第4节 焦耳定律-【鸿鹄志·名师测控】2025-2026学年新教材九年级全一册物理（人教版2024 广西专版）

第3节跨学科实践： 【项目提出】 电能是生产生活中所需要的重要能源，家 庭中怎样节约用电？ 【项目分析】 (1)调查家中的用电情况。 (2)了解用电器的耗电情况。 (3)提出节约用电的建议。 (4)评估采纳节电建议后的效果。 【项目实施】 1.某实践小组成员对自己家2024年下半年的 用电情况进行了调研，并制作了家庭下半年 每月平均电费（电费单价不变）统计表（未画 出)。根据表中数据在图中绘制出“电 费一月份”图像。分析图像可以获取的信 息是 (写出一条即可)。 ↑电费/元 10 0 0789101112月份 2.如表是小华家各用电器日耗电数据，请将表 格补充完整。若以0.5元/度的电费计算， 小明家这5月份应付电费 元。 日消耗电能 电器名称 功率/W 工作时间/h /(kW·h) 灯泡60W8个 480 5 彩电 110 2 冰箱 200 6 空调 1000 2.5 电饭煲 800 1.5 3.实践小组的同学以家庭为单位估算，某城市 约7×10户，用电器平均每天按待机20h计 算，参考如表数据，估算每天该城市家庭用电器 待机浪费电的总量约为 kW·h。 97物理I九年级全册 为家庭节约用电提建议 常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑 数量（台） 1 2 1 待机功耗(W/台) 10 2 3 10 4.生活中该如何节约用电？实践小组的同学 认为，节约用电应该从点滴做起，以下措施 切实可行。 (1)随手关灯：根据公式W=Pt可知，这样可 以节约用电的理由是 (2)不让用电器处于待机状态。 (3)尽量使用节能灯。根据公式W=Pt可 知，这样可以节约用电的理由是 。实践小组同学所在的学 校共有电灯300盏，都是60W的日光 灯，如果都改用20W的节能灯，按平均 每天用电4h,则该学校更换节能灯后一 天可节约用电 kW·h。 【展示交流】 5.小明提出了一些在生活中节约用电的小建 议，下列建议中仍有不节能因素的是( ) A.不看电视时，应及时用遥控器关电视机 B.教室中的电灯，做到人走灯灭 C.夏天用空调时，温度不要调得太低 D.尽量减少开关电冰箱门的次数 6.阶梯电价、分时电价等计费方式也会大大提 高人们节约用电的意识。某城市实施分时 电价，具体方案如表： 用电时段 时段范围 电价 高峰期第一天8：00~21：000.55元/(kW·h) 低谷期21：00~第二天8：000.30元/(kW·h) 小华留心观察了一下自家电能表的电子 屏，分别记录了她家第一天早8：00、晚21：00 和第二天早8：00这三个时刻的读数，如图 所示，则她家这一天应付电费 元。 当前 当前 当前 2455.2kW·h 2463.2kW·h 2467.2kW.h 第一天早8：00第一天晚21：00第二天早8：00 第4节 新知梳理Q知识建模 ①电流的热效应 定义：电流通过导体时电能转化成 能，这种现象叫作电流的热效应。 探究实验：在探究电热与电阻的关系实验 中，将电流产生的热量的多少通过 展现出来； 在探究电热与电阻的关系时，必须在 和通电时间相同的情况 下比较。 ②焦耳定律 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。 公式： 对于纯电阻电路，该公 式还可以推导为：Q=W=Pt, QU.Q发. 注意：在纯电阻电路中，电能全部转化为 电热，而没有转化为其他形式的能， 即 一则有Q-U.Q发： 对于电能没有全部转化为电热的非 纯电阻电路，如含有电动机的电路 而言，则有Q<W,此时计算电功只 能用W=Pt=(UIt,而计算电热只能 用Q=IPRt。 ③电热的利用和防止 利用电热：家里的电热水器、电饭锅、电熨斗等。 防止电热带来的危害：笔记本电脑通过安装 风扇散热，手机利用铜片、石墨散热 片、热管等散热 课堂巩固中逐点击破 知识点①电流的热效应 1.(2024·南宁校级段考)下列用电器不是利 用电流热效应工作的是 A.电饭锅 B.电热毯 C.电风扇 D.电熨斗 焦耳定律 2.(2024·南宁校级段考)如图是探究“电流通 过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验 装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 102 5 5 甲 乙 (1)实验中通过观察U形管液面的 来比较电流通过导体产生热量的多少， 这里采用的实验研究方法是 (2)图甲中两电阻丝串联，可探究电流产生 的热量与 的关系，通电一段时间 后（选填“左”或“右”）侧容器中产 生的热量更多。 (3)图乙中电阻丝R的作用主要是使通过电 阻丝R1和R2中的电流 (选填 “相等”或“不相等”)；若将右侧并联的两 根电阻丝R2、R3都放入容器中，该装置 (选填“能”或“不能”)探究电流产 生的热量与导体电阻的关系。 知识点②焦耳定律 3.一根阻值为502的电阻丝，通电100s,通过 的电流为1A,则电流通过电阻丝产生的热 量为 J。 4.某款家用茶具煮茶时的电阻是552，正常情 况下通过该茶具的电流是A,其正常工 作 s产生的热量是2.64×105J。 知识点③电热的利用和防止 5.下列事例，属于防止电流热效应产生危害的 是 A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B.家里使用电热水壶烧水 C.小明妈妈用电熨斗熨衣服 D.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电 脑降温 易错点】对非纯电阻电路热量计算理解有误 6.将规格都是“220V100W”的一台电风扇、 一台电视机和一床电热毯分别接入220V 第十八章电功率98 电路中正常工作，通电时间相同。下列关于 它们的说法中错误的是 A.产生的热量相同B.消耗的电能相同 C.工作电流相同 D.实际功率相同 [变式题]某小电动机的电阻为52，接入 220V电路中通过的电流为6A,通电10min 消耗的电能W=Ut= J,产生 的热量Q=PRt J,消耗的电 能 (选填“大于”“等于”或“小于”)产 生的热量。 课后提升●整合运用 7.(2025·钦州模拟)用如图的装置探究电流 通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关， 两个透明容器中密封着等量的空气，通电一 段时间后，左侧U形管中液面高度差小于右 侧。下列说法正确的是 R A.R的阻值大于R2的阻值 B.通过R1的电流大于通过R2的电流 C.R1产生的热量大于R2产生的热量 D.此实验探究电热Q与电阻的关系 8.已知定值电阻R1:R2=3:4,若把它们并联 在同一电路中，通电后，它们的电流之比 I1:I2= ;若把它们串联在同一电路 中，通电5min,R1、R2产生的热量之比 Q1:Q2= 9.小明观察电热水器铭牌，发现上面标有 “220V5500W”字样，则正常工作2min, 产生的热量为 J。 [变式题1]计算时间 若使某额定电压为220V,内部电热丝阻值 为442的电热水器正常工作并产生8.8× 104J的热量，则需要 [变式题2]计算电热 小明了解到目前市场上还有 一种可三挡调温的电热水 R 0220 Vo 器，其内部结构如图所示。 电热丝R2=2202,R2>R1。电热水器处于 99物理I九年级全册 中温挡工作100s,产生的热量是8.8× 10J,电热丝R1=2;家庭电路中的用 电器使用时，若导线相互连接处接触不良， 容易造成该处电阻变大，由焦耳定律可知， 在一定时间内，此处产生的热量 （选 填“变多”“变少”或“不变”)。 10.如图所示的电路中，电源电压保持不变，定 值电阻R1=302,当只闭合开关S时，电流 表示数为0.2A;当闭合开关S、S时，电流 表示数为0.5A。求： (1)电源电压。 (2)R2的电阻。 (3)当闭合开关S、S1时，1min内电流通过 R2产生的热量。 R2 思维拓展 11.物理学与日常生活为让肉串受 热均匀，味道更好，部分店家 ☑ 使用了一种新型电烧烤炉，这 —220V 种烧烤炉可在电热丝烤肉串 的同时，由电动机带动肉串缓慢转动，简化 电路如图所示，其中电热丝R的阻值为552， 电动机的额定功率为22W,该烧烤炉正常 工作时，通过电热丝R的电流为4A,则电 动机10min消耗的电能为 J, 产生的热量 （选填“大于”或“小 于”)消耗的电能。课后提升 6.D7.B8.BD9.串161 思维拓展 10.解：(1)小灯泡的额定电压是6V,额定功率是3W,由P=UI得，小灯 泡的篱定电流：山，-是-兴-Q5A:2)小灯泡正常发光时电路中的电 流：I=I,=0.5A,滑动变阻器两端的电压：U=U总-U1=8V-6V= U_2V 2V,由欧姆定律得，滑动变阻器R接人电路的阻值：R-7一0.5A-4Ω： ③)由欧折定律袋小灯泡的电阻R--六-12n.当电压表示数 为3V时，小灯泡两端的电压为3V,由P-UI一得，此时小灯泡的 功率：P实=)2=(3V2 =0.75W. R 122 微专题6 1.3:22.2.43.101.25 小专题十二灯泡的亮度问题 1.D2.D3.B4.D5.C6.123(1)0.5甲1.50.757.5 (2)3乙0.253.757.C8.CD 小专题十三电功率的比值问题 1.49:812.保温1：193.25：184.16：95.2：36.1：4 7.2:38.1：2 第3节跨学科实践：为家庭节约用电提建议 1.9月份的用电量最低2.112.82.40.221.22.51.23.3.92 ×1054.(1)减少通电时间(3)减小用电器的电功率485.A6.5.6 第4节焦耳定律 新知梳理 ①内U形管中液面高度的变化电流大小②二次方电阻通电 时间Q=IRtQ=W 课堂巩固 1.C2.(1)高度差转换法(2)电阻右(3)不相等能3.5000 4.43005.D6.A[变式题]7.92×1051.08×105大于 课后提升 7.D8.4:33:49.6.6×105[变式题1]80[变式题2]55变多 10.解：(1)由图可知，当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表测 量通过R,的电流，由1=是可知，R两端的电压：U,=1R=0.2A× 302=6V,则电源电压：U=U1=6V;(2)当闭合开关S、S时，R1、R2并 联，电流表测量干路的总电流，根据并联电路的电流特点可知，通过R2的 电流：I2=I一I1=0.5A一0.2A=0.3A,根据并联电路的电压特点可知， R肉端的电压U,=U=6V.由1=发知，R的电阻：R-受-头 202;(3)当闭合开关S、S时，1min内电流通过R2产生的热量：Q=W2= U2I2t=6V×0.3A×1×60s=108J. 思维拓展 11.1.32×104小于 小专题十四多挡位用电器 1.D2.C3.低温1.1×1054.0.882205.解：分析电路可知，当开 关S闭合、S断开时，电路是由R2组成的简单电路，当开关S和S均闭合 时，电路是由R2和R1组成的并联电路，因为并联电路的电阻比并联的任 何一个电阻器的阻值都小，所以由P发可知，此时电水壶处于加热状态。 (①)当开关S闭合，S,断开时，电水壶处于保温状态，由P-U得，1-号 -代-0.2A:(2)当开关S和S,均闭合时，电水壶处于加热状态，并联 220V 第16页（共42页） 电路中的总电功率等于两电阻器的电功率之和，则R,的电功率P1=P加 一P4=80W-44W=836W;(3)由P=W得，在加热状态下，该电水壶 t 工作50s消耗的电能W=P加mt=880W×50s=4.4×101J。6.解： (1)低温；(2)当S闭合、S2接1时，蛋糕机处于中温挡，电路为R1的简单 电路，处于中温指时的电流：1-景-织81Λ：8)当s闭合s接2 时，R,R并联：为高温挡，通过R的电流：上=是一器2A,干路中 的电流：I=I1+I2=1A十2A=3A,该过程消耗的电能：W=UIt=220V ×3A×5×60s=1.98×10J:(4)A:改装前中温挡功率为P中一京 220V)2=220W,使中温挡功率变为原来的1.5倍，则改装后中温挡功 220n 率P中'=220W×1.5=330W,增加的功率P增=P中′一P中=330W一 20W=10w,由P-发得，R的阻值：R--0”-40Q 小专题十五电学图像问题 1.D2.C3.D4.31:25.C6.BC 小专题十六动态电路分析（二） 1.B2.D3.64.C5.D6.BD 小专题十七有关极值和取值范围的计算 1.BC2.1211:33.解：(1)小灯泡的额定电压为4V,由图丙可知小 灯泡正常发光时的电流是0.4A,由欧姆定律得，小灯泡正常发光时的电 阻R.-=。V=100:(2)当S闭合，S,断开时，R与小灯泡串联 电压表测量小灯泡两端的电压，其示数为1V,由图丙可知此时电路中的 电流为0.2A,由欧姆定律和串联电路电压规律得，电源电压U=I1R1十 U,=0.2A×202+1V=5V;(3)将R1与灯泡L的位置调换，当S断 开、S2闭合时，R1、R2串联，滑动变阻器的电功率P2=P总一P1=UI一PR U Ue U 一R+R(R,+RR=R+RR-R —,当R2=R1= -+4R (5V)2(5V)2 200时，P,最大，此时P,=200十2004X200-0.3125w,故滑动变 阻器的最大电功率为0.3125W。4.解：(1)由P=U1得，灯泡的额定电 流为是--0,5A南1一景得，灯泡的电阻为R费- =122;(2)只闭合S时，灯泡L和R1串联，此时小灯泡正常发光，电路中 电流为I额=0.5A,由欧姆定律和串联电路电压规律得，电源电压为U= U颜十UR=U颜十I颜R1=6V十0.5A×62=9V;(3)只闭合S2时，灯泡L 和滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器R2两端电压，当电压表示 数为6V时，灯泡两端的电压为U.=U一U2=9V一6V=3V,此时电路 中电流为卡之00.25入，由欧姆定律得，滑动阻器连人电路中 的阻值：R号=。，入=24Ω：(4)只闭合S,时，灯泡L与滑动变阻器 R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器 接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，因串联 U 电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流I最小一尽 U 9V R1十R灰-122十60Q一0.125A,当开关都闭合时，R与R2并联，电流 表测干路电流，电压表测电源两端的电压，因并联电路中各支路两端的电 压相等，所以，通过R,的电流1二名-。1.5A,已知滑动变阻器R 允许通过的最大电流为1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之 和，所以，电路中的最大电流I最大=I1十12最大=1.5A十1A=2.5A<3A, 第17页（共42页） 电路安全，则保证电路安全情况下通电10s,电路消耗的最大电能为W大= UI最大t=9V×2.5A×10s=225J,电路消耗的最小电能为W最小=U1最小t =9V×0.125A×10s=11.25J。5.AD6.解：由电路图可知，闭合开 关，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量R。两端的电压，电流表测量 电路中的电流。(1)闭合开关S,电压表的示数为10V,此时通过R。的电 流：山发=880.5A:(2R两端的电压为Up=U-U=18V-0V =8V,通过R的电流Ip=I。=0.5A,此时R消耗的电功率为P=UpIp= 8V×0.5A=4W;(3)当电路中电压表的指针达到满偏时，为15V,此时 电流表的示数1=-5y-0.75A,此时电路中的电流超过了电流表的 R。202 测量范围，电路不安全，所以电压表的指针不能达到满偏；当电路中电流表 的指针达到满偏时，为电路中最大安全电流I1=0.6A,由欧姆定律得，此 时电压表的示数U1=I1R。=0.6A×202=12V,此时电压表的示数未超 过最大测量范围，所以在保证电路安全的情况下，电流表的指针可以达到 满偏，电压表的最大示数为12V,由欧姆定律得，此时R接入电路的电阻 R型-U-18V2Y-100,电压表示数的最小值和最大值之 II 0.6A 化为1：2，则电压表的最小示数为6V,此时电路中的电流1。发- =O.3A,由欧姆定律得，R接入电路的电阻R2= Un_U-U: 12 12 18V一6Y=40Q,所以R接入电路的电阻范围是10一40Q。 0.3A 第十八章整合与提升 本章知识构建 焦耳(J)3.6×106电能表U1t快慢103106 额定电压 额定功率=><内能正正正R 教材图片解读 这个电能表应该在220V的电路中使用标定电流额定最大电流 17600电内热小于 重点实验突破 1.（1)三 断开(2)小州(3)A0.551.25 (4)B(5)电压为0.5V时灯泡L的实际电功率(6)灯丝的电阻与灯丝 两端的电压无关，而与温度有关，灯丝两端电压增大时，电功率变大，灯丝 的温度升高，故其电阻增大(7)B(8)大于灯丝的电阻随温度的升高 而增大(9)探究电压一定时电流与电阻的关系2.(1)电流电阻 (2)容器漏气（或电阻丝R1短路）(3)多(4)B 广西常考题型演练 1.D2.B3.B4.D5.B6.AC7.S1保温8.41.259.解： (1)由图可知，闭合开关S、S,只有R2接入电路中，R1被短路，电压表测 R两端电压，即电源两端的电压，所以电源电压U=3V.由1一是可得，定 值电阻R,的阻值：R,号=。310Q;2)当闭合开关S,断开开关S 时，两定值电阻串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中的电流，由串 联电路的电流特点可得，电路中的电流：了一瓷--0,2A:(3》由串联 电路的电压特点可知，R1两端的电压：U1=U一U2=3V-2V=1V,R 消耗的电功率：P=U1'=1V×0.2A=0.2W。10.解：(1)闭合开关， R、R串联接入电路，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路的电 流，当滑片P置于最下端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，此时电流表 示数为0.1A,电压表示数为6V,由欧姆定律得，滑动变阻器的最大阻值 第18页（共42页）