第十五章 电功和电热 跨学科实践 对家庭用电的调查研究 课件-2025-2026学年物理苏科版九年级下册

跨学科实践　对家庭用电的调查研究 初中物理      了解“峰谷电价”和“阶梯电价” 1.为充分利用电力设备,山西省早在2016年开始实施峰谷电 价。图甲、乙分别是小明家电能表某年8月31日和9月30日显 示的数字,他家9月份消耗的电能为_________kW·h。若其中 200度电是峰期用电,其余为谷期用电,根据峰谷电价收费表,计 算他家这个月的电费是______________元。     107.75         212.5     峰谷电价 峰期 0.52元/度 谷期 0.30元/度 初中物理 解析　电能表的数字方框中最后一位是小数,单位是kW·h;由 图甲可知,8月31日电能表示数为3 542.3 kW·h,由图乙可知,9 月30日电能表示数为3 754.8 kW·h,则小明家9月份消耗的电 能为W=3 754.8 kW·h-3 542.3 kW·h=212.5 kW·h=212.5度;由峰 谷电价收费表可知,峰期电费为200度×0.52元/度=104元,谷期 电费为(212.5度-200度)×0.30元/度=3.75元,则小明家9月的电 费为104元+3.75元=107.75元。 初中物理 2.沈阳市居民生活用电已经实行阶梯电价,用户每月耗电第一 挡电量为180度及以内,维持现行价格不变,即每度电0.50元;第 二挡电量为181至280度,每度电0.55元;第三挡电量为281度以 上,每度电0.8元。小袁家上月初和上月底电能表的示数如图 所示,则她家上月用电 为______kW·h;如据此阶梯电价 方案计算,她家上个月电费要比 原来多付__________元。     1.75         215     初中物理 解析　由图示可知,上月初电能表的示数为6 112.1 kW·h;上月 底电能表的示数为6 327.1 kW·h,所以上月用电为6 327.1 kW·h- 6 112.1 kW·h=215 kW·h,实行阶梯电价前,需缴纳的电费为 215 kW·h×0.5元/(kW·h)=107.5元,实行阶梯电价后,需缴纳的 电费 为180 kW·h × 0.5元 / (kW·h) + (215 kW·h-180 kW·h) × 0.55元/(kW·h)=109.25元,比原来多付109.25元-107.5元=1.75元。 初中物理  　看一看家用电器的工作情况 3.小明利用电能表测量某一家用电器的电功率,当电路中只有 这一个用电器连续工作时,测得在1 h内消耗的电能为0.04 kW ·h,那么这个用电器是 (         ) A.电冰箱　　　    B.普通白炽灯 C.彩色电视机　　　    D.挂壁式空调机 B 初中物理 解析　所测用电器的功率为P= = =0.04 kW=40 W; 电冰箱的功率约为150 W,普通白炽灯的功率约为40 W,彩色 电视机的功率约为100 W,挂壁式空调机的功率约为1 000W。 故B符合题意。 初中物理 4.如图所示是电饭煲的铭牌,正常工作时电压为________V,电 流为_________A。       5.5         220     解析    由铭牌可知,电饭煲正常工作时的电压为220 V,额定功 率为1 210 W,所以正常工作时的电流为I= = =5.5 A。 初中物理 5.如图甲是文文同学家新买的一台冷暖空调扇,其内部简化电 路如图乙所示,R1、R2均为发热电阻,R1的阻值为110 Ω,M是电 动机。开关S1闭合后,当S2接1、2时吹冷风,吹冷风时,电动机 正常工作1 h消耗的电能为0.11 kW·h;当S2接2、3时吹温风;当 S2接3、4时吹热风,吹热风时 空调扇的总功率为1 100 W。 已知电源电压为220 V。求: 初中物理 (1)吹冷风时,空调扇电动机的电功率是多少? (2)吹温风时,空调扇的总电功率是多少? (3)吹热风时,R2的阻值是多少? 初中物理 解析    (1)吹冷风时,电路中只有电动机工作,此时电动机的电 功率是P冷= = =0.11 kW=110 W。 (2)吹温风时,R1和电动机并联,此时R1的电功率是P1= =  =440 W,此时,空调扇的总功率是P温=P冷+P1=110 W+ 440 W=550 W。 (3)吹热风时,R1、R2和电动机并联,R2的功率是P2=P热-P温=1 100W -550 W=550 W,R2的阻值是R2= = =88 Ω。 初中物理 6.如图甲所示是某地的移动摊位安装的可显示电费的新型插 座。某摊位使用如图乙所示的空气炸锅烹制食物,图丙是该 空气炸锅加热部分的简化电路,其额定电压为220 V,定值电阻 R1和R2为发热电阻,其中R1=27.5 Ω。开关S1、S2、S3的通断可 实现高、中、低三个挡位的调节,S1、S2不会同时闭合,只闭 合S3时为中温挡,对应的额定功率为440 W。求: (1)R2的阻值是多少? (2)低温挡正常工作时,R1的电功率是多少? 初中物理 (3)高温挡正常工作5 min,电流通过R1产生的热量是多少? (4)若只有该空气炸锅一直以恒定电功率单独工作,使用前后 插座的表盘示数如图甲、丁所示(此地电费是按峰谷分段计 费,计费标准如表所示)。请通过所给信息估算这次使用空气 炸锅在高峰时间段消耗的电费是多少? 初中物理 峰谷电价时段收费标准 峰期时间(7:00—11:00;19:00—23:00) 0.9元/(kW·h) 平段时间(11:00—19:00) 0.6元/(kW·h) 谷期时间(23:00—第二天7:00) 0.3元/(kW·h) 初中物理 解析    (1)根据中温挡功率可知,R2的阻值是R2= = = 110 Ω。 (2)高温挡的功率大于中温挡的功率大于低温挡的功率,根据P = 可知,电阻越大,功率越小,故S2闭合,S1、S3断开时,两个电 阻串联,总电阻最大,总功率最小,为低温挡;低温挡正常工作 时,两个电阻串联,则总电阻为R总=R1+R2=27.5 Ω+110 Ω=137.5 Ω, 低温挡时,电路中的电流为I低= = =1.6 A,R1的电功 率是P=I低2R1= ×27.5 Ω=70.4 W。 初中物理 (3)当S1、S3闭合,S2断开时,两电阻并联,总电阻最小,功率最大, 为高温挡;高温挡正常工作5 min,电流通过R1产生的热量是Q=  t= ×5×60 s=5.28×105 J。 (4)设空气炸锅的功率为P,从甲、丁图可知,从22:30开始工作, 到23:00,工作30 min=0.5 h,为高峰期,而23:00至23:15,工作15 min=0.25 h,为低谷期,一共需要交电费0.672元,则可得Pt高×0.9 元/(kW·h)+Pt低×0.3元/(kW·h)=0.672元,代入数据可知P×0.5 h× 0.9元/(kW·h)+P×0.25 h×0.3元/(kW·h)=0.672元,解得空气炸锅 初中物理 的功率为P=1.28 kW,在高峰时间段使用空气炸锅消耗的电费 是1.28 kW×0.5 h×0.9元/(kW·h)=0.576元。 初中物理  　安全用电 7.洗衣机、空调、电冰箱等家用电器都使用三线插头、三孔 插座,插座中有一个孔是用来接地的。如果家中这个孔没有 接地,可能发生的现象是 (         ) A.家用电器消耗的电能会增加 B.接触家用电器外壳时有可能发生触电事故 C.家用电器的使用寿命会缩短 D.家用电器不能正常工作 B 初中物理 解析　插座没有接地,用电器可以正常工作,但当有金属外壳 的用电器漏电时,可能会发生触电事故,对用电器使用寿命和 耗电量没有影响,故B符合题意。 初中物理 8.家庭电路中,电冰箱、日光灯等电器是______联的。如图所 示,A点是灯头接导线的螺丝(灯丝完好),当开关S断开时,站在 地面上的人不小心用手接触到A点时______(选填“会”或 “不会”)触电;该电路连接________(选填“符合”或“不 符合”)安全用电原则。 　不符合     　会     　并     初中物理 解析　家庭电路中,家用电器间都是并联的,各用电器都能在 额定电压下工作,且互不影响。家庭电路中,开关要接在火线 和用电器之间,图中A点和火线相连,即使断开开关,A点仍和火 线相连,接触会发生触电事故,该电路连接不符合安全用电原 则。 初中物理 9.电流热效应引发的用电事故屡屡发生,其中很多是由电路老 化或电线选择不规范导致的。如家庭电线使用时间过长,出 现绝缘皮老化脱落;空调等大功率用电器选用电线过细。请 回答: (1)破损电线的金属部分裸露在外容易发生触电事故,若你发 现有人触电,应立即采取什么措施?(写出一条即可) (2)用焦耳定律说明大功率用电器连接细电线存在安全隐患 的原因。 初中物理 解析    (1)当人接触到裸露的电线触电时,需要及时切断电源 或用干木棍等绝缘体挑开电线(其他合理答案均可)。 (2)其他条件相同的情况下,细电线的横截面积较小,电阻较大, 根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当电流和通电时间一定时,电阻越 大,电流产生的热量越多,越容易引发火灾。 初中物理 $