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 课件 2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

[默写、古代诗歌阅读及文言文阅读对应九上第三单元内容] 跨学科实践　探索家用电器节能 和环保的有关问题 1 【活动主题】如今，家用电器已经成为人们生活中不可或缺的一部分。然而，家用电器的不规范使用也带来了巨大的能源消耗和环境污染问题。同学们就此对家用电器进行调查和研究。 【项目分解】任务一：调查家中用电器的情况。 任务二：调查家庭用电情况，制定节电计划。 任务三：调查家用电器在生产、使用和废弃处理过程中可能带来的环境问题。 【项目实施】任务一：调查家中用电器的情况 (1)小亮调查了家中用电器的基本信息，整理如下表。(省略不经常使用的家用电器) 用电器 额定功率 待机功率 数量 CECP认证* 电灯 30 W － 9盏 无 电视机 200 W 0.2 W 1台 有 机顶盒 30 W 10 W 1台 无 电脑 200 W 1 W 2台 有 用电器 额定功率 待机功率 数量 CECP认证* 冰箱 100 W － 1台 有 榨汁机 400 W － 1台 无 电饭锅 1 000 W － 1个 有 空调 1 000 W 1.4 W 2台 无 ……         　*CECP认证即中国节能产品认证中心认证 上述用电器同时使用时，电路的总功率为________W，总电流为________A。 4 400 20 任务二：调查家庭用电情况，制定节电计划 (2)小亮登录“网上国网”APP，查询到最近一周的用电情况如图1所示。 ①小亮家本周共消耗电能________kW·h。 ②小亮家每月(30天)因用电器待机 (每天20 h)消耗的电能为________kW·h。 图1 72.42 9 ③夏季，空调设定温度每提高1 ℃省电10%，若小亮家每天每台空调使用6 h，将设定温度提高1 ℃，每月(30天)可以节省电能________kW·h。 (3)小亮查询资料了解到，不同空调的节能情况常用能效比来反映，空调的制冷能效比是空调以额定功率工作时，制冷量与输入功率之比。能效比越大，表明该空调在使用时能量转换效率越高。 图1 36 ①小亮家空调的制冷能效比为2.7，某款有CECP认证的空调制冷能效比为3.6，则达成相同的制冷效果，小亮家的空调消耗的电能与该款有CECP认证的空调消耗的电能之比为________。 图1 4∶3 ②小亮想到家中买这一款空调的主要原因是价格比有CECP认证的空调便宜1 000元，但实际上它真的便宜吗？以小亮家的空调每年只在夏季使用750 h，寿命10年计算，若使用有CECP认证的空调达到相同的制冷量，实际共能节省电费________元(电费0.6元/度)。 图1 2 250 (4)当地实行峰谷分时电价，目的是引导用户错峰用电。 ①当输电电压、输电线电阻不变时，若用电高峰期的输电功率是平常的2倍，因电热而损失的功率是平常的________倍。 ②用电低谷期时，将多余的电另外储存起来，在用电高峰期释放。由于η________1，会有部分电能在此过程中损耗。 图1 4 ＜ 任务三：调查家用电器在生产、使用和废弃处理过程中可能带来的环境问题 家用电器从生产到废弃的整个生命周期都会对环境产生深远影响。常见家电的制造需要消耗大量资源，如铜(开采每千克铜产生2 kg废石)、铝(冶炼每千克铝消耗15 kW·h电能)和塑料(提 炼每千克塑料消耗2 kg原油)。图2所示是生产一台质 量为20 kg的普通家用空调的原料占比图。 图2 在使用阶段，家用电器的能耗差异显著。例如，一台老式电热水器(2 000 W)每天运行2小时，年耗电量约1 460 kW·h，而节能型号(1 500 W)在相同条件下仅耗电1 095 kW·h。许多电器(如机顶盒)即使在待机状态下仍会消耗较多电能，长期积累会造成大量的能源浪费。 图2 当这些电器被废弃后，若处理不当，将带来严重的环境问题。全球每年产生约5 000万吨电子垃圾，但仅有20%被正规回收。电路板中的铅、镉等重金属可能渗入土壤和地下水，塑料外壳焚烧时会释放致癌物二噁英，而空调和冰箱中的制冷剂(如氟利昂)一旦泄漏，会破坏臭氧层。 图2 (5)了解上述信息后，作为家用电器的使用者，请回答下列问题： ①空调生产中占比最大的材料是________(填名称)，生产一台空调的铝材冶炼需消耗电能________kW·h。 ②从能量转化的角度解释，使用节能电器更环保的原因是__________________________________________ _______________________________________________。 图2 铜 60 节能电器将更多电能用来做有用功(如转化为 机械能、制冷量等)，减少能量损耗，从而降低总能耗 ③电子垃圾的不当处理可能通过哪些途径污染环境？____________________ (至少写出两种)。 图2 土壤渗透；水体污染 【讨论与反思】 小亮家准备购置一台洗衣机，现有滚筒洗衣机和波轮洗衣机两种，其对比如下表所示，你会选择____________，理由是_______________ _________________________________________________________________________________________________。 类型 滚筒洗衣机 波轮洗衣机 清洁能力 较高 较差 衣物损伤 较小 较大 用电量 单次0.8～1.2度 单次0.3～0.5度 用水量 单次70～100 L 单次180～240 L 价格 约2 000元 约1 400元 滚筒洗衣机 节约用水，对衣物的伤害较小，长期来看能节约购置衣物的花费及水费，减少水资源的消耗(合理即可) 滚筒洗衣机能 $