第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议（举一反三讲义）物理新教材人教版九年级全一册

第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议 目 录 【学习目标】 1 【思维导图】 4 【知识梳理】 4 知识点一：项目提出——实践背景与核心依据 4 知识点二：项目分析——任务拆解与逻辑关联 4 知识点三：项目实施——分任务知识精讲与实践指导 5 任务1：调查家中用电情况——总能耗数据获取 5 任务2：了解用电器耗电情况——定位“电老虎” 5 任务3：提出节约用电建议——科学节电的三个维度 6 任务4：评估节电建议效果——数据验证与分析 7 知识点四：展示交流——知识整合与素养提升 7 知识点五：知识口诀 8 【巩固训练】 11 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：形成“电功与能量转化”的物理观念，建立“定量分析能耗”的思维框架。 科学思维：培养数据处理、逻辑推理能力，建立“问题→分析→结论”的科学思维链。 1. 明确电能与电功率的概念及关系，熟练掌握公式W=Pt及单位配套规则； 2. 结合实例区分额定功率与实际功率，能解读电能表、用电器铭牌及电力监测仪数据，建立“数据→能耗”的关联认知。 3. 运用W=Pt计算用电器周期耗电量，通过数据对比定位家庭“耗电冠军”； 4. 分析待机耗电、功率/时间变化对总能耗的影响，逻辑推导节电措施的科学依据； 5. 能处理实践数据，并用表格或折线图整理分析结果。 科学探究：掌握“提出问题→设计方案→收集数据→分析应用”的探究方法，提升实践操作能力 1. 能设计家庭用电调查方案：选择电能表实测或电网查询方式，明确读数周期与记录规范； 2. 能操作电力监测仪或用“铭牌+时长”法，获取不同用电器的耗电数据； 3. 能基于调查结果提出可操作的节电建议，并设计节电量预测与效果验证方案。 科学态度与责任：树立求实的科学态度，增强能源节约意识与社会责任感，落实绿色生活理念； 跨学科应用：提升跨学科知识整合能力，实现“物理知识→生活应用→社会责任”的转化。 1. 分析待机耗电等现象，认识家庭用电中的“隐形浪费”，能与家人沟通践行节电建议并评估效果，养成节约用电习惯； 2. 结合“全国家庭节电与三峡发电量”的数据，理解节约用电的社会价值与环保意义。 3. 融合数学知识，用比例计算节电量、统计图表呈现数据； 4. 学会使用定时插座、电网APP等生活技术辅助节电，并关联“低碳生活”“能源保护”等社会责任主题。 （二）重点难点 1.重点 （1）公式W=Pt的理解与实践应用：包括单位换算、周期耗电量计算、节电量预测； （2）家庭用电调查的核心方法：电能表读数与W=W末-W初的计算，用电器耗电数据的获取（铭牌查询/监测仪使用）； （3）“耗电冠军”的分析逻辑：基于W=Pt，从“功率大小”和“使用时长”双维度判断高耗能用电器； （4）科学节电建议的提出：能结合W=Pt，从“减P、缩t、消待机”三个维度设计具体、可操作的措施。 2.难点 （1）实际功率与额定功率的区分及应用：理解“冰箱压缩机非持续工作”等场景下，实际耗电量与额定功率计算值的差异； （2）复杂场景的能耗分析：如多电器同时工作、峰谷电差异等情况下，总能耗的判断与节电方案设计； （3）节电量预测与效果评估的误差处理：能分析天气、用电习惯等因素对实际节电量的影响，客观评估建议有效性； （4）物理知识与生活实践的衔接：将W=Pt的理论逻辑转化为家人易懂、愿意配合的节电建议，解决“知识落地”的实际问题。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一：项目提出——实践背景与核心依据 1. 实践意义 电能是生产生活的核心能源，家庭用电的“隐形浪费”普遍存在。本实践以“科学方法找问题、精准建议降能耗”为目标，衔接“电功率”核心知识，实现“物理知识→生活应用→社会责任”的转化，做到“利国（节约能源）、利民（降低电费）、利己（培养科学素养）”。 2. 核心物理依据 实践围绕“电能消耗的决定因素”展开，核心公式与概念是分析问题的基础，需先巩固前序知识： 核心公式：W=Pt（电能=电功率×时间），是计算耗电量、分析节电潜力的“万能工具”； 单位规范：家庭用电常用“度（kW·h）”，1kW·h=3.6×10⁶J，计算时需保证单位配套（kW与h对应，W与s对应）； 区别：电功率（P，单位kW/W）表示“耗电快慢”，电能（W，单位kW·h/J）表示“耗电多少”——大功率电器（如空调）或长时间工作电器（如冰箱），都可能成为“电老虎”。 知识点二：项目分析——任务拆解与逻辑关联 节约用电的核心是“精准施策”，需先明确家庭用电现状，再针对性提出方案，四个任务呈“递进关系”，知识需求各有侧重： 核心任务 任务目标 必备知识/能力 1. 调查家中用电情况 获取家庭一段时间内总耗电量 电能表读数方法： W=W末-W初计算 2. 了解用电器耗电情况 定位“耗电冠军”，分析耗电原因 W=Pt应用、用电器铭牌解读、电力监测仪使用 3. 提出节约用电建议 制定可操作的节电方案 从“P、t、无效能耗”优化耗电逻辑 4. 评估节电建议效果 验证建议有效性，计算节电量 数据对比分析、节电量预测与计算 知识点三：项目实施——分任务知识精讲与实践指导 任务1：调查家中用电情况——总能耗数据获取 1. 两种调查方法及知识要点 方法一：电能表实测法读数规则：电能表最后一位为小数位（单位：kW·h），如“2065.6kW·h”表示2065度0.6千瓦时； 计算逻辑：W=W末-W初，需保证“读数周期完整”——例：一周耗电量=下周一0:00读数-本周一0:00读数（避免漏算单日电量）； 易错提醒：小明用“周日读数-周一读数”计算一周耗电，错误原因是未包含周日当天能耗，周期不完整。 方法二：电网数据查询法操作：通过电网APP、微信公众号查询每日/每月耗电量； 优势：数据精准，可直接获取“峰谷电”消耗详情，为后续“错峰用电”建议提供依据。 任务2：了解用电器耗电情况——定位“电老虎” 1. 两种耗电分析方法 分析方法 操作步骤 适用场景 核心计算 公式 估算法 ①查铭牌得额定功率P； ②统计日均使用时长t； ③用W=Pt算耗电量 工作状态稳定的电器（电灯、电饭煲） 例：2000W电热水器日均工作1h，日耗电=2kW×1h=2kW·h 仪器 实测法 ①监测仪插插座，电器插监测仪； ②选“实际功率/耗电量”界面读数 工作状态多变的电器（空调、冰箱） 例：冰箱压缩机实际功率200W，日耗电1kW·h，实际工作时间t=W/P=1kW·h/0.2kW=5h 2. 关键参考数据：常见家电额定功率 高耗电电器（1000W以上） 中耗电电器（200-1000W） 低耗电电器（200W以下） 空调（1000-3000W）、电热水器（1500-3000W）、电磁炉（800-2200W）、电热水壶（1500-1800W） 洗衣机（500-1000W）、电饭煲（500-1500W）、台式电脑（200-300W） 电视（100-250W）、冰箱（70-250W）、电风扇（30-100W）、笔记本电脑（40-50W） 3. 结论：“耗电冠军”的判断逻辑 由W=Pt可知，耗电多少由“功率×时间”共同决定，而非单一因素： 类型1：大功率短时间——如空调（2000W），日均工作5h，日耗电10kW·h； 类型2：小功率长时间——如冰箱（100W），日均工作15h，日耗电1.5kW·h（虽功率低，但持续工作，总耗电大）。 任务3：提出节约用电建议——科学节电的三个维度 所有建议均基于W=Pt，从“减小功率（P）、缩短时间（t）、消除无效能耗”出发，兼顾科学性与可操作性： 节电维度 具体建议 适用电器 科学依据 缩短工作时间（t↓） 1. 人走灯灭，电视/电脑不用即关； 2. 空调夏季设≥26℃、冬季≤20℃（减少压缩机运行时间）； 3. 电饭锅饭熟后及时断电，避免保温耗电 所有电器 t减小，W=Pt随之减小 降低工作功率（P↓） 1. 白炽灯（60W）换LED灯（8W）； 2. 选1级能效空调/冰箱（功率更低，能效更高）； 3. 电风扇开中低挡位，减少功率消耗 电灯、空调、冰箱等 P减小，相同t下W=Pt减小 消除无 效能耗 1. 关闭机顶盒、路由器等设备的待机电源（机顶盒待机功率8-30W，年耗电70-150度）； 2. 电热水器非频繁使用时拔插头； 3. 用定时插座控制饮水机工作时间 机顶盒、电视、电热水器等 避免待机功率产生额外电能消耗 任务4：评估节电建议效果——数据验证与分析 1. 两步完成效果评估 步骤1：预测节电量——用△W=△Pt或△W=P△t计算： 例1（缩短时间）：空调调高1℃，每日减少运行0.3h，P=2kW，周节电量=2kW×0.3h×7=4.2kW·h； 例2（降低功率）：60W白炽灯换8W LED灯，日均用8h，周节电量=（0.06-0.008）kW×8h×7=2.9kW·h。 步骤2：实际效果验证——用电能表数据对比： 实际节电量=实施前周期耗电量-实施后周期耗电量； 误差分析：需考虑天气（如夏季空调使用时长受气温影响）、家庭用电习惯波动等因素。 知识点四：展示交流——知识整合与素养提升 1. 研究报告核心内容 需整合“数据+分析+建议+效果”，结构参考： 家庭用电调查数据（电能表读数记录、各电器耗电统计）； “耗电冠军”分析（结合W=Pt说明原因）； 节电建议及科学依据（分维度列出，对应W=Pt优化逻辑）； 节电量预测与实际验证结果（数据对比，分析误差原因）。 2. 跨学科素养融合 物理+数学：用表格整理数据、折线图展示月度耗电变化，用比例计算待机耗电占比； 物理+道德与法治：通过“全国4.3亿家庭每月各节10度电，年节电516亿度（相当于三峡大坝近190天发电量）”，理解节约用电的社会价值； 物理+技术：学习电力监测仪、定时插座的使用，培养技术应用能力。 3. 评估标准对应知识要点 评估内容 核心知识/能力体现 调查方案设计与交流 电能表读数方法、W=W末-W初应用 节电问题探究与分析 W=Pt计算、电力监测仪使用、数据整理分析 提出合理节电建议 从“P、t、无效能耗”优化耗电逻辑 评估节电建议效果 节电量预测与计算、数据对比验证 知识点五：知识口诀 电能计算W=Pt，单位配套要记牢； 电表读数算差值，周期完整别漏掉； 耗电多少看双因，功率时长都重要； 节电三招记心间，减P缩t消待机； 效果验证靠数据，科学建议真有效。 【典例1】（2025·四川巴中·中考真题）“地球一小时”活动，号召人们在每年3月最后一个星期六关灯一小时，以响应节能减排的环保要求，每节约一度电可以减少0.997kg的排放，在日常生活中1度电可以使（　　） A．80W的电视机正常工作50h B．40W的日光灯正常工作60h C．50W的电风扇正常工作20h D．1000W的电吹风机正常工作5h 【典例2】（2025·福建泉州·模拟预测）空调的制冷“效能比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小强家买了一台制冷量为3200W，“效能比”为3.2的空调，则该空调制冷时消耗的电功率为___________W；若购买“效能比”为4.0的空调，工作1h将比原空调节约电能___________kW•h。以上两空的答案分别为（　　） A．1000W 0.8kW•h B．1000W 0.2kW•h C．10240W 0.8kW•h D．10240W 0.2kW•h 【典例3】在跨学科实践课上，某小组同学开展了“节约一度电”的项目化学习活动。下面是该小组同学实践的过程，请帮助完成下列内容： 【项目分解】 （1）收集生活中浪费电的现象 （2）讨论该如何节约用电 【项目实施】 （1）收集生活中浪费电的现象 同学们了解到，家里和学校教室里的电灯不能及时关掉，是一种很普遍的浪费电的现象。另外，学校和家庭生活中家电待机耗电问题常常被忽视，待机通常是指电器关闭时，遥控器并不关闭电源开关或是没有拔掉电器插头，让电源指示灯一直亮着。 实践小组的同学所在城市以家庭为单位约户，用电器平均每天按待机计算，参考下表数据，估算每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为 。 常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑 数量（台） 1 1 2 1 待机功耗（台） 10 2 3 10 （2）讨论该如何节约用电 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，都是的日光灯，如果都改用的节能灯，按平均每天用电，则该学校更换节能灯后一天可节约用电 。 【项目拓展】 （1）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。为了提高大家的节约用电意识，某城市实施分时电价，具体方案如下表： 用电时段 时段范围 电价 高峰期 第一天~ 0.55元 低谷期 ~第二天 0.30元 小华留心观察了一下自家电能表，分别记录了她家第一天早，晚和第二天早这三个时刻的读数，如图所示。则她家这一天应付电费 元。                第一天早                第一天                第二天早 （2）发电厂输送电能若能采用超导材料电缆，可以大大降低由于电流 效应引起的电能损耗，由南方电网深圳供电局研制的相关材料，电缆已在深圳正式投入使用，整个项目从设计制造到建设运行，全为自主创新。实现了关键技术的自主可控，关键装备100%国产化，填补了相关国内技术空白，体现了“大国制造”的工艺水准。 【变式1】现代生活离不开电，了解生活中有关电学元件的一些参数非常重要。下列有关数据符合生活实际的是（    ） A．电饭煲正常工作的功率约为100W B．一节新干电池的电压约为3.7V C．家用节能灯的额定电流约为0.1A D．为保护人体安全，家用电冰箱的电压不超过36V 【变式2】（2025·四川绵阳·二模）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电。该项目在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气内能增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能，带动发电机产生电能输送至电网。该工程装机功率300兆瓦，就像一个“超级充电宝”，每储存1度电最终能放出0.72度电，每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求，每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg，可连续放电6小时，使用期长达40年。该项目每年节约的标准煤完全燃烧能释放 J（标准煤热值为2.9×107J/kg）的能量；该项目每年发电6亿度，则消耗用电低谷时段电网 亿度（计算结果保留1位小数）的多余电能。 【变式3】（2025·江苏扬州·一模）如图甲所示，是一款智能晾衣机，装有额定电压为220V、额定功率为8.4W的LED照明灯二只。此LED灯泡与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约86%的电能，那么这个LED灯与功率为 W的白炽灯亮度相当。此智能晾衣机是利用自带的杀菌灯发出的 线来杀菌的。它的风干（冷风）和烘干（热风）功能使用也很方便，烘干功能开启2小时后会自动关闭此功能，它的烘干出风口在中间位置，其尺寸为400×250（单位：mm），实际有效风量为540m3/h。若该功能下空气的密度为1.25kg/m3，则从烘干功能开启后直到自动关闭，从该款晾衣机出风口流出空气的质量是 kg，出风口的风速是 m/s。 【巩固训练】 1．下列估测最符合实际情况的是（　　） A．家用空调的电流大约5A B．我国家庭电路电压为110V C．电冰箱一天耗电大约5J D．家用电热水器加热功率约为20W 2．（2025·安徽·二模）下列估测符合实际的是（　　） A．五月份马鞍山的平均气温约45℃ B．小区内机动车限速约5km/h C．教室内一盏日光灯额定功率约200W D．中学生双脚站立时，对水平地面的压强约 3．对下列物理量的估测中你认为最接近实际的是（　　） A．小灯泡正常发光时的电阻约 B．对人体的安全电压不高于36V C．家用空调正常工作的电流约0.5A D．家用电视机的功率约为2000W 4．下面说法正确的是（　　） A．普通节能灯的正常工作电流约为1A B．实验室用30cm长普通铜导线的电阻约为3Ω C．家用冰箱正常工作一天耗电约为10kW•h D．人体安全电压不超过36V 5．你认为以下物理量最符合实际的是（　　） A．通过教室吊扇的电流为10A B．教室电脑的功率约为1200W C．某同学上一层教学楼做的功约为1500J D．某同学正常上教学楼的功率约为2500W 6．小明家记录10月初电能表的示数6093.5kW·h， 电能表11月初的示数如图所示， 下列说法正确的是（　　） A．电能表是用来测电功率的仪表 B．电能表5月初到6月初消耗的功率是105kW·h C．这个电能表通过的电流一定为10A D．若电能表指示灯在 10min内闪烁180次，则用电器的总功率是0.6kW 7．在某段时间内，小明家只有以下三个用电器在正常工作：节能灯“220V 22W”，电热水袋“220V 220W”，绞肉机“220V 220W”（电动机线圈电阻为2Ω）。下列说法错误的是（　　） A．绞肉机由于发热消耗的电功率为2W B．绞肉机工作20s消耗的电能为4400J C．工作20s，电热水袋和绞肉机产生的热量均为4400J D．此时干路的总电流为2.1A 8．（2025·山东济南·一模）售货员推介某家用电吹风：“老款功率仅800W、新款功率升级为2000W”。则新款电吹风使用时（　　） A．更省电 B．更费电 C．更节约时间 D．电压更高 9．（2025·山东济南·二模）智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（　　） A．降低了手机的散热能力 B．增大了电池的输出电压 C．减小了电子电路的电阻 D．减小了电池的输出电流 10．智能手机耗电达到一定值时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长手机电池的供电时间，其原因可能是（　　） A．增大了电池的输出电流 B．增大了手机的工作电压 C．减小了电子线路的电阻 D．减小了电池的输出功率 11．当智能手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的（　　） A．增大电池电压 B．增加总功率 C．减小总功率 D．降低散热能力 12．（2025·陕西西安·二模）某电暖器具有智能控温系统，可根据室温自动调节加热功率，既能快速加热，又能省电节能。小明受此启发，用手动开关S，温控开关S1、S2，两个加热电阻R1、R2（R1、R2阻值不随温度变化），设计了电暖器加热电路，电源电压为220V。闭合开关S，各温控开关随温度的通断情况及对应的电路功率如表所示。已知加热电阻R1的阻值为121Ω，下列关于该电路的说法正确的是（    ） 温度t/℃ 手动开关S 温控开关S1 温控开关S2 电路功率P/W <20 闭合 闭合 闭合 1280 ≥24 闭合 断开 闭合 880 ≥28 闭合 闭合 断开 400 A．加热电路功率最大时，R1与R2串联 B．若温控开关S2出现故障不能断开，加热时，电路的最小功率为400W C．若只闭合手动开关，R1、R2都能工作 D．加热电阻R2的阻值为55Ω 13．（2025·北京朝阳·一模）速热式热水器由于其节能环保（相比储热式热水器省电15%~30%），安全性高，深受人们喜爱。如图所示的是小阳家安装的厨房用速热式热水器，其额定电压为220V、额定功率为4kW。小阳冬天洗碗筷一次，用温热水流的时间平均约为60s。则1度电可以让小阳用温热的水洗碗筷的次数是（　　） A．4次 B．8次 C．15次 D．25次 14．（2025·云南昆明·一模）如图甲所示是一款熨烫衣物的挂烫机，其简化电路如图乙所示，为限流电阻，为加热电阻，S为温控开关，自动切换加热和待机状态。下列说法正确的是（　　） A．开关置于1时为加热状态 B．开关置于2时为待机状态 C．用超导材料制成加热电阻更省电 D．挂烫机工作时主要利用了电流的热效应 15．（2025·安徽宿州·一模）小安去商场购买热水壶，发现有甲、乙两款，铭牌信息如下表所示。若不考虑烧水过程中的热量损失，将相同质量和初温的水加热至沸腾（1个标准大气压下），下列分析正确的是（　　） 甲 产品名称 电热水壶 容量 额定电压 220V 额定功率 800W 乙 产品名称 电热水壶 容量 额定电压 220V 额定功率 1500W A．使用甲热水壶可以省电 B．使用乙热水壶可以省电 C．使用甲热水壶所用时间更短 D．使用乙热水壶所用时间更短 16．某智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（　　） A．降低了电池的输出电压 B．减少了电池的输出功率 C．减小了电子线路的电阻 D．增大了电池的输出功率 17．（2025·陕西汉中·二模）（多选）某电暖器具有智能控温系统，可根据室温自动调节加热功率，既能快速加热，又能省电节能。小明受此启发，用手动开关S，温控开关、，两个加热电阻、（、阻值不随温度变化），设计了电暖器加热电路，电源电压为220V。闭合开关S，各温控开关随温度的通断情况及对应的电路功率如表所示。已知加热电阻的阻值为，下列关于该电路的说法正确的是（　　） 温度 手动开关S 温控开关 温控开关 电路功率 闭合 闭合 闭合 1280 闭合 断开 闭合 880 闭合 闭合 断开 400 A．加热电路功率最大时，与串联 B．若温控开关出现故障不能断开，加热时，电路的最小功率为880W C．若只闭合手动开关，、都能工作 D．加热电阻的阻值为 18．（2025·江苏泰州·三模）如图所示，是一款智能晾衣机，装有额定电压为220V、额定功率为8.4W的LED照明灯二只。此LED灯泡与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约86%的电能，那么这个LED灯与功率为 W的白炽灯亮度相当。此智能晾衣机是利用自带的杀菌灯发出的 线来杀菌的。它的风干（冷风）和烘干（热风）功能使用也很方便，烘干功能开启2小时后会自动关闭此功能，它的烘干出风口在中间位置，其尺寸为400×250（单位：mm），实际有效风量为540m3/h。若该功能下空气的密度为1.25kg/m3，则从烘干功能开启后直到自动关闭，从该款晾衣机出风口流出空气的质量是 kg。 19．（2025·江苏南通·一模）一只标有“220V  2kW”的LED灯正常工作1h消耗的电能为 kW·h，若家中只有这只LED灯工作，标有“1200imp/（kW·h）”的电能表指示灯闪烁 次。它正常发光时与一只“220V  10kW”的大功率射灯正常发光时亮度相当，若两灯都正常工作1000h，使用LED灯比使用大功率射灯节约 kW·h的电能；若大功率射灯正常发光效率为16％，则LED灯正常发光时的效率为 %。 20．小亮调查发现，如果将学校内100W的白炽灯更换为同等亮度的12W的LED灯，仅此一项一天就能节约电能88kW·h，相当于1000只 W的白炽灯正常工作1h消耗的电能。假设每只灯每天工作5h，则学校原来有 只100W的白炽灯。 21．（2025·江苏扬州·二模）LED灯广泛应用于居家照明、城市夜景美化等，制作LED灯的材料是 （半导体/超导体），若“220V  4.4W”的LED灯可节约90%的电能，则LED灯与功率为 W的普通白炽灯亮度相当；小明家的电能表如图，该家庭电路中允许同时使用的用电器最大总功率为 W；小明发现某用电器工作时，电能表的指示灯在5min内闪烁了300次，这段时间内电路消耗的电能为 kW·h；他将额定功率为2000W，烧水效率为80%的电热水壶单独接入电路中，该电热水壶正常工作，则在一个标准大气压下，要将1L水从20℃加热至沸腾，需要 min。 22．（2025·江苏宿迁·二模）白炽灯现已被环保节能的LED灯所替代，LED灯的主要工作部件发光二极管是 （选填“纳米”“超导体”或“半导体”）材料制成的；标有“220V 8.8W”字样的LED灯泡，与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则这个LED灯与功率为 W的白炽灯亮度相当。 23．（2025·江苏盐城·三模）小明家电能表面板如图所示，图中电能表示数为 kw·h。家里刚新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为 W。如果每天坚持少开该空调一个小时，一月（按照30天）能够节约电能 kw·h。 24．（2025·河南南阳·一模）郑州奥体中心采用地源热泵系统供暖，地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。大地在冬季作为热源，在夏天作为散热器。在冬季，液态工作物质从地下提取热量时发生的物态变化是 。若利用该供暖方式为某房间供暖，暖气片散热功率为2000W，工作2小时可节约耗电 kW⋅h。 25．（2025·新疆阿克苏·三模）手机已成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具。 (1)常用手机质量约为200 （选填“kg”“g”或“mg”）。手机屏幕上的丰富色彩是由红、绿、 色三种色光按不同比例混合而成的，三种色光按一定比例混合 （选填“可以”或“不能”）得到白光； (2)有些国产手机具有反向无线充电功能，用A手机为B手机充电时，A手机相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。某款手机锂电池上标有“电压3.7V容量4000mA⋅h”字样，手机的超级快充功能就是保持充电器的电压不变，将电流从原来的1A变为5A，此时充电功率会变为原来的 倍；当电池剩余电量不足20%时，若未及时充电，系统会开启“省电模式”，“省电模式”下手机显示还可以持续使用2h，手机在此模式下使用时的平均功率约为 W。 26．（2025·福建厦门·一模）电热安全压力锅解决了普通压力锅的安全隐患，既省时又省电。某电压力锅的额定电压为220V，额定功率为1200W，则其额定电流为 （保留一位小数）；为了减少插头插拔的次数，再给插座安装一个开关，如图甲、乙所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板某转轴转动。根据你的生活经验，按动开关 所用的力较小，这是因为按动这种开关时 较大；若某次仅使用上述压力锅正常工作，测得图丙所示电能表的指示灯共闪烁600次，由此可知该过程中压力锅是 （选填“间歇”或“持续”）通电工作。 27．小龙的妈妈购买了一款“节电器”，根据商家介绍，只要把该节电器插在家中插座上（如图所示）就能“有效节电”。小龙对于该款“节电器”是否能够省电有质疑，他设计了如下实验进行探究。 （1）实验前，断开家中全部用电器，将该“节电器”插在家中的插座上，记录此时家中电能表的示数W1。 （2）仅将一个电暖气接入家庭电路中，让它在额定电压下持续工作60min后，使电暖气停止工作，记录此时 。 （3）第二次实验，他将 ，使电暖气停止工作，记录电能表的示数W3。 （4）根据实验记录的数据，计算前、后两次家中耗电量 = ，= ，发现： 由此可以得到结论：该款“节电器” 。 28．（2025·陕西咸阳·二模）如图1所示的是某型号电压力锅简化的工作电路图。是阻值为242Ω的保温电阻，是主加热电阻，是阻值为121Ω的副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压—保压—保温”三个阶段，通过如图2所示的锅内工作压强与时间关系图像可了解其工作过程。当保压状态结束，饭就熟了，开关S自动接到b，减压进入保温状态。 (1)当电压力锅处于“升压”阶段时，开关S、的状态是 。 (2)当锅内工作压强达80kPa时，主加热电阻停止加热，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，主加热电阻开始加热，在闭合与断开时消耗电能的电功率之比为。则主加热电阻的阻值是多少？ (3)为了减少能量的损耗，设计者对该电压力锅进行了升级改造：、阻值不变，在保压阶段总时间不变的情况下，保压阶段压力降低的时间与压力升高的时间的比值为。则仅保压阶段可以节约的电能是多少？并简要分析改造后的电压力锅用于保温的电阻是变大了还是变小了。 29．（2025·山东·一模）“地球一小时”是世界自然基金会（WWF）提出的一项全球性节能活动，参与者遍布全球190多个国家和地区。活动提倡于每年三月的最后一个周六晚上，个人、社区、企业和政府用户关闭不必要的光源，熄灯一小时，以表明对应对气候变化行动的支持。 同学们在筹备“2025地球一小时”活动中了解到：只要电源插头没有拔掉，在待机状态下，每台电脑的待机功率为5W，每台电视机的待机功率为10W。 (1)小明所在小区有100台电脑和100台电视机，在活动中号召居民均由原来的待机状态改为切断电源10小时，此举一共可节约多少电能？ (2)若节约的电能完全被水吸收，能使多少千克20℃的水升温至50℃？[c水=4.2×103J/（kg·℃），结果保留整数] (3)除“不使用用电器时关闭电源外”，请为“2025地球一小时”活动再提出一条节能减排的建议。（合理即可） 30．（2025·安徽宣城·一模）我国茶文化源远流长，茶乡遂川的狗牯脑茶闻名于世，图是小萍家新购置的煮茶器，产品铭牌如表。购买后小萍多次测试，用该煮茶器在额定电压下煮水300s，可将满容量的水从50℃至恰好煮沸（一标准大气压下），已知，。 额定电压（V） 煮水功率（W） 保温功率（W） 满容量（L） 220 1000 220 1.0 (1)求煮茶器正常工作时，保温状态下的电流； (2)求水吸收的热量； (3)小萍在购买煮茶器时，产品销售员声称“通过科技创新，该款煮茶器省时省电，效率高达80%”。请通过计算验证销售员的宣传是否真实。 31．（2025·辽宁沈阳·一模）如图甲，是某型号电饭煲内部的简化电路。和是两个相同的发热电阻，开关、的通断可实现加热和保温两个挡位的调节，相关参数如表中所示。请完成下列问题： 额定电压 220V 加热挡额定功率 1210W 保温挡额定功率 (1)计算电饭煲在加热挡正常工作时，通过的电流； (2)计算电饭煲保温挡的额定功率； (3)某同学在购买电饭煲时，看到加热挡有“220V；1210W”和“220V；800W”两种规格，他认为额定功率小的电饭煲更省电。请写出你的观点并进行分析说明。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议 目 录 【学习目标】 1 【思维导图】 4 【知识梳理】 4 知识点一：项目提出——实践背景与核心依据 4 知识点二：项目分析——任务拆解与逻辑关联 4 知识点三：项目实施——分任务知识精讲与实践指导 5 任务1：调查家中用电情况——总能耗数据获取 5 任务2：了解用电器耗电情况——定位“电老虎” 5 任务3：提出节约用电建议——科学节电的三个维度 6 任务4：评估节电建议效果——数据验证与分析 7 知识点四：展示交流——知识整合与素养提升 7 知识点五：知识口诀 8 【巩固训练】 14 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：形成“电功与能量转化”的物理观念，建立“定量分析能耗”的思维框架。 科学思维：培养数据处理、逻辑推理能力，建立“问题→分析→结论”的科学思维链。 1. 明确电能与电功率的概念及关系，熟练掌握公式W=Pt及单位配套规则； 2. 结合实例区分额定功率与实际功率，能解读电能表、用电器铭牌及电力监测仪数据，建立“数据→能耗”的关联认知。 3. 运用W=Pt计算用电器周期耗电量，通过数据对比定位家庭“耗电冠军”； 4. 分析待机耗电、功率/时间变化对总能耗的影响，逻辑推导节电措施的科学依据； 5. 能处理实践数据，并用表格或折线图整理分析结果。 科学探究：掌握“提出问题→设计方案→收集数据→分析应用”的探究方法，提升实践操作能力 1. 能设计家庭用电调查方案：选择电能表实测或电网查询方式，明确读数周期与记录规范； 2. 能操作电力监测仪或用“铭牌+时长”法，获取不同用电器的耗电数据； 3. 能基于调查结果提出可操作的节电建议，并设计节电量预测与效果验证方案。 科学态度与责任：树立求实的科学态度，增强能源节约意识与社会责任感，落实绿色生活理念； 跨学科应用：提升跨学科知识整合能力，实现“物理知识→生活应用→社会责任”的转化。 1. 分析待机耗电等现象，认识家庭用电中的“隐形浪费”，能与家人沟通践行节电建议并评估效果，养成节约用电习惯； 2. 结合“全国家庭节电与三峡发电量”的数据，理解节约用电的社会价值与环保意义。 3. 融合数学知识，用比例计算节电量、统计图表呈现数据； 4. 学会使用定时插座、电网APP等生活技术辅助节电，并关联“低碳生活”“能源保护”等社会责任主题。 （二）重点难点 1.重点 （1）公式W=Pt的理解与实践应用：包括单位换算、周期耗电量计算、节电量预测； （2）家庭用电调查的核心方法：电能表读数与W=W末-W初的计算，用电器耗电数据的获取（铭牌查询/监测仪使用）； （3）“耗电冠军”的分析逻辑：基于W=Pt，从“功率大小”和“使用时长”双维度判断高耗能用电器； （4）科学节电建议的提出：能结合W=Pt，从“减P、缩t、消待机”三个维度设计具体、可操作的措施。 2.难点 （1）实际功率与额定功率的区分及应用：理解“冰箱压缩机非持续工作”等场景下，实际耗电量与额定功率计算值的差异； （2）复杂场景的能耗分析：如多电器同时工作、峰谷电差异等情况下，总能耗的判断与节电方案设计； （3）节电量预测与效果评估的误差处理：能分析天气、用电习惯等因素对实际节电量的影响，客观评估建议有效性； （4）物理知识与生活实践的衔接：将W=Pt的理论逻辑转化为家人易懂、愿意配合的节电建议，解决“知识落地”的实际问题。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一：项目提出——实践背景与核心依据 1. 实践意义 电能是生产生活的核心能源，家庭用电的“隐形浪费”普遍存在。本实践以“科学方法找问题、精准建议降能耗”为目标，衔接“电功率”核心知识，实现“物理知识→生活应用→社会责任”的转化，做到“利国（节约能源）、利民（降低电费）、利己（培养科学素养）”。 2. 核心物理依据 实践围绕“电能消耗的决定因素”展开，核心公式与概念是分析问题的基础，需先巩固前序知识： 核心公式：W=Pt（电能=电功率×时间），是计算耗电量、分析节电潜力的“万能工具”； 单位规范：家庭用电常用“度（kW·h）”，1kW·h=3.6×10⁶J，计算时需保证单位配套（kW与h对应，W与s对应）； 区别：电功率（P，单位kW/W）表示“耗电快慢”，电能（W，单位kW·h/J）表示“耗电多少”——大功率电器（如空调）或长时间工作电器（如冰箱），都可能成为“电老虎”。 知识点二：项目分析——任务拆解与逻辑关联 节约用电的核心是“精准施策”，需先明确家庭用电现状，再针对性提出方案，四个任务呈“递进关系”，知识需求各有侧重： 核心任务 任务目标 必备知识/能力 1. 调查家中用电情况 获取家庭一段时间内总耗电量 电能表读数方法： W=W末-W初计算 2. 了解用电器耗电情况 定位“耗电冠军”，分析耗电原因 W=Pt应用、用电器铭牌解读、电力监测仪使用 3. 提出节约用电建议 制定可操作的节电方案 从“P、t、无效能耗”优化耗电逻辑 4. 评估节电建议效果 验证建议有效性，计算节电量 数据对比分析、节电量预测与计算 知识点三：项目实施——分任务知识精讲与实践指导 任务1：调查家中用电情况——总能耗数据获取 1. 两种调查方法及知识要点 方法一：电能表实测法读数规则：电能表最后一位为小数位（单位：kW·h），如“2065.6kW·h”表示2065度0.6千瓦时； 计算逻辑：W=W末-W初，需保证“读数周期完整”——例：一周耗电量=下周一0:00读数-本周一0:00读数（避免漏算单日电量）； 易错提醒：小明用“周日读数-周一读数”计算一周耗电，错误原因是未包含周日当天能耗，周期不完整。 方法二：电网数据查询法操作：通过电网APP、微信公众号查询每日/每月耗电量； 优势：数据精准，可直接获取“峰谷电”消耗详情，为后续“错峰用电”建议提供依据。 任务2：了解用电器耗电情况——定位“电老虎” 1. 两种耗电分析方法 分析方法 操作步骤 适用场景 核心计算 公式 估算法 ①查铭牌得额定功率P； ②统计日均使用时长t； ③用W=Pt算耗电量 工作状态稳定的电器（电灯、电饭煲） 例：2000W电热水器日均工作1h，日耗电=2kW×1h=2kW·h 仪器 实测法 ①监测仪插插座，电器插监测仪； ②选“实际功率/耗电量”界面读数 工作状态多变的电器（空调、冰箱） 例：冰箱压缩机实际功率200W，日耗电1kW·h，实际工作时间t=W/P=1kW·h/0.2kW=5h 2. 关键参考数据：常见家电额定功率 高耗电电器（1000W以上） 中耗电电器（200-1000W） 低耗电电器（200W以下） 空调（1000-3000W）、电热水器（1500-3000W）、电磁炉（800-2200W）、电热水壶（1500-1800W） 洗衣机（500-1000W）、电饭煲（500-1500W）、台式电脑（200-300W） 电视（100-250W）、冰箱（70-250W）、电风扇（30-100W）、笔记本电脑（40-50W） 3. 结论：“耗电冠军”的判断逻辑 由W=Pt可知，耗电多少由“功率×时间”共同决定，而非单一因素： 类型1：大功率短时间——如空调（2000W），日均工作5h，日耗电10kW·h； 类型2：小功率长时间——如冰箱（100W），日均工作15h，日耗电1.5kW·h（虽功率低，但持续工作，总耗电大）。 任务3：提出节约用电建议——科学节电的三个维度 所有建议均基于W=Pt，从“减小功率（P）、缩短时间（t）、消除无效能耗”出发，兼顾科学性与可操作性： 节电维度 具体建议 适用电器 科学依据 缩短工作时间（t↓） 1. 人走灯灭，电视/电脑不用即关； 2. 空调夏季设≥26℃、冬季≤20℃（减少压缩机运行时间）； 3. 电饭锅饭熟后及时断电，避免保温耗电 所有电器 t减小，W=Pt随之减小 降低工作功率（P↓） 1. 白炽灯（60W）换LED灯（8W）； 2. 选1级能效空调/冰箱（功率更低，能效更高）； 3. 电风扇开中低挡位，减少功率消耗 电灯、空调、冰箱等 P减小，相同t下W=Pt减小 消除无 效能耗 1. 关闭机顶盒、路由器等设备的待机电源（机顶盒待机功率8-30W，年耗电70-150度）； 2. 电热水器非频繁使用时拔插头； 3. 用定时插座控制饮水机工作时间 机顶盒、电视、电热水器等 避免待机功率产生额外电能消耗 任务4：评估节电建议效果——数据验证与分析 1. 两步完成效果评估 步骤1：预测节电量——用△W=△Pt或△W=P△t计算： 例1（缩短时间）：空调调高1℃，每日减少运行0.3h，P=2kW，周节电量=2kW×0.3h×7=4.2kW·h； 例2（降低功率）：60W白炽灯换8W LED灯，日均用8h，周节电量=（0.06-0.008）kW×8h×7=2.9kW·h。 步骤2：实际效果验证——用电能表数据对比： 实际节电量=实施前周期耗电量-实施后周期耗电量； 误差分析：需考虑天气（如夏季空调使用时长受气温影响）、家庭用电习惯波动等因素。 知识点四：展示交流——知识整合与素养提升 1. 研究报告核心内容 需整合“数据+分析+建议+效果”，结构参考： 家庭用电调查数据（电能表读数记录、各电器耗电统计）； “耗电冠军”分析（结合W=Pt说明原因）； 节电建议及科学依据（分维度列出，对应W=Pt优化逻辑）； 节电量预测与实际验证结果（数据对比，分析误差原因）。 2. 跨学科素养融合 物理+数学：用表格整理数据、折线图展示月度耗电变化，用比例计算待机耗电占比； 物理+道德与法治：通过“全国4.3亿家庭每月各节10度电，年节电516亿度（相当于三峡大坝近190天发电量）”，理解节约用电的社会价值； 物理+技术：学习电力监测仪、定时插座的使用，培养技术应用能力。 3. 评估标准对应知识要点 评估内容 核心知识/能力体现 调查方案设计与交流 电能表读数方法、W=W末-W初应用 节电问题探究与分析 W=Pt计算、电力监测仪使用、数据整理分析 提出合理节电建议 从“P、t、无效能耗”优化耗电逻辑 评估节电建议效果 节电量预测与计算、数据对比验证 知识点五：知识口诀 电能计算W=Pt，单位配套要记牢； 电表读数算差值，周期完整别漏掉； 耗电多少看双因，功率时长都重要； 节电三招记心间，减P缩t消待机； 效果验证靠数据，科学建议真有效。 【典例1】（2025·四川巴中·中考真题）“地球一小时”活动，号召人们在每年3月最后一个星期六关灯一小时，以响应节能减排的环保要求，每节约一度电可以减少0.997kg的排放，在日常生活中1度电可以使（　　） A．80W的电视机正常工作50h B．40W的日光灯正常工作60h C．50W的电风扇正常工作20h D．1000W的电吹风机正常工作5h 【答案】C 【解析】A．一度电可以供80W的电视机正常工作的时间，故A不符合题意； B．一度电可以供40W的日光灯正常工作的时间，故B不符合题意； C．一度电可以供50W的电风扇正常工作的时间，故C符合题意； D．一度电可以供1000W的电吹风机正常工作的时间，故D不符合题意。 故选C。 【典例2】（2025·福建泉州·模拟预测）空调的制冷“效能比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小强家买了一台制冷量为3200W，“效能比”为3.2的空调，则该空调制冷时消耗的电功率为___________W；若购买“效能比”为4.0的空调，工作1h将比原空调节约电能___________kW•h。以上两空的答案分别为（　　） A．1000W 0.8kW•h B．1000W 0.2kW•h C．10240W 0.8kW•h D．10240W 0.2kW•h 【答案】B 【解析】“效能比”为3.2，则3200W∶P1=3.2：1，则该空调制冷时消耗的电功率 “效能比”为4.0，则3200W∶P2=4∶1，P2，则该空调制冷时消耗的电功率 工作1h比原空调节约的电能为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【典例3】在跨学科实践课上，某小组同学开展了“节约一度电”的项目化学习活动。下面是该小组同学实践的过程，请帮助完成下列内容： 【项目分解】 （1）收集生活中浪费电的现象 （2）讨论该如何节约用电 【项目实施】 （1）收集生活中浪费电的现象 同学们了解到，家里和学校教室里的电灯不能及时关掉，是一种很普遍的浪费电的现象。另外，学校和家庭生活中家电待机耗电问题常常被忽视，待机通常是指电器关闭时，遥控器并不关闭电源开关或是没有拔掉电器插头，让电源指示灯一直亮着。 实践小组的同学所在城市以家庭为单位约户，用电器平均每天按待机计算，参考下表数据，估算每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为 。 常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑 数量（台） 1 1 2 1 待机功耗（台） 10 2 3 10 （2）讨论该如何节约用电 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，都是的日光灯，如果都改用的节能灯，按平均每天用电，则该学校更换节能灯后一天可节约用电 。 【项目拓展】 （1）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。为了提高大家的节约用电意识，某城市实施分时电价，具体方案如下表： 用电时段 时段范围 电价 高峰期 第一天~ 0.55元 低谷期 ~第二天 0.30元 小华留心观察了一下自家电能表，分别记录了她家第一天早，晚和第二天早这三个时刻的读数，如图所示。则她家这一天应付电费 元。                第一天早                第一天                第二天早 （2）发电厂输送电能若能采用超导材料电缆，可以大大降低由于电流 效应引起的电能损耗，由南方电网深圳供电局研制的相关材料，电缆已在深圳正式投入使用，整个项目从设计制造到建设运行，全为自主创新。实现了关键技术的自主可控，关键装备100%国产化，填补了相关国内技术空白，体现了“大国制造”的工艺水准。 【答案】 3.92×105kW·h 见解析 见解析 48 5.6 热 【解析】[1]每天该城市所有家庭用电器待机总功率为P=(10W+2W+3×2W+10W)×7×105=1.96×107W=1.96×104kW 每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为W=Pt=1.96×104kW×20h=3.92×105kW·h [2]随手关灯，可以减小用电器工作的时间，根据公式W=Pt可知，在总功率相同时，消耗的电能更少。 [3]尽量使用节能灯，同等情况下，节能灯的功率更小，根据公式W=Pt可知，在用电器工作时间相同时，消耗的电能更少。 [4]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，减少的总功率为ΔP=(60W-20W)×300=12000W=12kW 按平均每天用电4h，则该学校更换节能灯后，一天可节约用电量为ΔW=ΔPt=12kW×4h=48kW·h [5]高峰期用电量为W1=2463.2kW·h-2455.2kW·h=8kW·h 低谷期用电量为W2=2467.2kW·h-2463.2kW·h=4kW·h 则她家这天应付电费为n=8kW·h×0.55元/kW·h+4kW·h×0.30元/kW·h=5.6元 [6]根据焦耳定律可知，在电流和通电时间相同，导线产生的热量与电阻成正比，而超导体电阻为0，电流通过时不会发热，故发电厂输送电能若能采用超导体材料电缆，可以大大降低由于电流热效应引起的电能损耗。 【变式1】现代生活离不开电，了解生活中有关电学元件的一些参数非常重要。下列有关数据符合生活实际的是（    ） A．电饭煲正常工作的功率约为100W B．一节新干电池的电压约为3.7V C．家用节能灯的额定电流约为0.1A D．为保护人体安全，家用电冰箱的电压不超过36V 【答案】C 【解析】A．电饭煲属于大功率用电器，正常工作的功率约为800W−1000W，而不是100W，故A不符合题意； B．一节新干电池的电压约为1.5V，3.7V通常是锂电池的电压，故B不符合题意； C．家用节能灯的功率一般在20W左右，根据，家庭电路电压U=220V，则额定电流 所以家用节能灯的额定电流约为0.1A是符合实际的，故C符合题意； D．家用电冰箱是接入家庭电路中的用电器，而家庭电路的电压是220V，所以家用电冰箱正常工作时的电压为220V。36V是对人体的安全电压，即不高于36V的电压对人体是安全的，并不是家用电冰箱的电压，故D不符合题意。 故选C。 【变式2】（2025·四川绵阳·二模）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电。该项目在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气内能增大；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能，带动发电机产生电能输送至电网。该工程装机功率300兆瓦，就像一个“超级充电宝”，每储存1度电最终能放出0.72度电，每年发电量可达6亿度，能够保障超过20万户家庭用电需求，每年可节约标准煤约1.9×108kg，减少二氧化碳排放约4.9×108kg，可连续放电6小时，使用期长达40年。该项目每年节约的标准煤完全燃烧能释放 J（标准煤热值为2.9×107J/kg）的能量；该项目每年发电6亿度，则消耗用电低谷时段电网 亿度（计算结果保留1位小数）的多余电能。 【答案】 5.51×1015 8.3 【解析】[1]该项目每年节约的标准煤完全燃烧，释放的能量为Q放=mq=1.9×108kg×2.9×107J/kg=5.51×1015J [2]该项目的能量转换效率 消耗用电低谷时段电网的多余电能为 【变式3】（2025·江苏扬州·一模）如图甲所示，是一款智能晾衣机，装有额定电压为220V、额定功率为8.4W的LED照明灯二只。此LED灯泡与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约86%的电能，那么这个LED灯与功率为 W的白炽灯亮度相当。此智能晾衣机是利用自带的杀菌灯发出的 线来杀菌的。它的风干（冷风）和烘干（热风）功能使用也很方便，烘干功能开启2小时后会自动关闭此功能，它的烘干出风口在中间位置，其尺寸为400×250（单位：mm），实际有效风量为540m3/h。若该功能下空气的密度为1.25kg/m3，则从烘干功能开启后直到自动关闭，从该款晾衣机出风口流出空气的质量是 kg，出风口的风速是 m/s。 【答案】60 紫外 1350kg 1.5m/s 【解析】[1]在相同亮度条件下，LED 灯比普通白炽灯节约 86% 的电能，即 LED 灯消耗的电能仅为白炽灯的 14%。则 解得，即这个LED灯与功率为60W的白炽灯亮度相当。 [2]智能晾衣机的杀菌灯通过发射紫外线来杀菌，紫外线具有杀菌消毒的作用。因此，杀菌灯发出的是紫外线。 [3]烘干功能开启2小时后会自动关闭，实际有效风量为540m3/h，空气的密度为1.25kg/m3，流出空气质量 [4]出风口尺寸为 实际有效风量为 出风口的风速是 【巩固训练】 1．下列估测最符合实际情况的是（　　） A．家用空调的电流大约5A B．我国家庭电路电压为110V C．电冰箱一天耗电大约5J D．家用电热水器加热功率约为20W 【答案】A 【解析】A．家用空调的电流较大，大约为5A，故A符合题意； B．我国家庭电路电压为220V，家用电器的额定电压为220V，故B不符合题意； C．电冰箱功率较小，一天耗电大约1kW·h，即，故C不符合题意； D．家用热水器为大功率用电器，其功率约为2000W，故D不符合题意。 故选A。 2．（2025·安徽·二模）下列估测符合实际的是（　　） A．五月份马鞍山的平均气温约45℃ B．小区内机动车限速约5km/h C．教室内一盏日光灯额定功率约200W D．中学生双脚站立时，对水平地面的压强约 【答案】B 【解析】A．五月份马鞍山的平均气温约25℃，故A不符合题意； B．为了安全，小区内机动车限速很低，约5km/h，故B符合题意； C．家庭常用电风扇的功率在40W左右，教室里日光灯的额定功率与此差不多，在40W左右，故C不符合题意； D．中学生的体重在G=500N左右，双脚与地面的接触面积约为0.04m2，站立在水平地面上时对地面的压强为，故D不符合题意。 故选B。 3．对下列物理量的估测中你认为最接近实际的是（　　） A．小灯泡正常发光时的电阻约 B．对人体的安全电压不高于36V C．家用空调正常工作的电流约0.5A D．家用电视机的功率约为2000W 【答案】B 【解析】A．小灯泡正常发光时的电阻通常为几欧到十几欧，1000Ω过大，A错误； B．国际通用标准中，对人体安全的电压为不高于 36V（称为 “安全电压”）。B正确； C．家用空调功率约1000W，电流 0.5A过小，C错误； D．电视机功率通常为100W～300W，2000W远超实际，D错误。 故选B。 4．下面说法正确的是（　　） A．普通节能灯的正常工作电流约为1A B．实验室用30cm长普通铜导线的电阻约为3Ω C．家用冰箱正常工作一天耗电约为10kW•h D．人体安全电压不超过36V 【答案】D 【解析】A．家庭电路的电压为220V，节能灯正常发光的功率在20W左右，通过的电流约为，故A错误； B．铜导线的电阻非常小，是良好的导体，1m长的铜导线的电阻约为，30cm长普通铜导线的电阻约为，故B错误； C．家用电冰箱的工作是不连续的，平均一天消耗电能在左右，故C错误； D．经验证明，不高于36V的电压对人体是安全的，故D正确。 故选D。 5．你认为以下物理量最符合实际的是（　　） A．通过教室吊扇的电流为10A B．教室电脑的功率约为1200W C．某同学上一层教学楼做的功约为1500J D．某同学正常上教学楼的功率约为2500W 【答案】C 【解析】A．教室吊扇的额定功率约为50W，工作时通过电扇的电流约为，故A不符合题意； B．根据生活实际可知，教室电脑的功率约为200W，故B不符合题意； C．中学生的体重约为500N，所以上一层楼做的功约为W＝Gh＝500N×3m＝1500J，故C符合题意； D．中学生的体重约为500N，上一层楼的时间约为15s，正常上教学楼的功率约为，故D不符合题意。 故选C。 6．小明家记录10月初电能表的示数6093.5kW·h， 电能表11月初的示数如图所示， 下列说法正确的是（　　） A．电能表是用来测电功率的仪表 B．电能表5月初到6月初消耗的功率是105kW·h C．这个电能表通过的电流一定为10A D．若电能表指示灯在 10min内闪烁180次，则用电器的总功率是0.6kW 【答案】D 【解析】A．电能表读数的单位是kW·h，是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误； B．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，不能测量功率，这是11月初的示数，也无法计算5月初到6月初消耗的电能，故B错误； C．电能表的参数10A，是这电能表长时间能通过的最大电流为10A，不表示电流一定是10A，故C错误； D．根据电能表参数，可以计算电能表闪烁180次消耗的电能为 所用时间为 则用电器的总功率为 故D正确。 故选D。 7．在某段时间内，小明家只有以下三个用电器在正常工作：节能灯“220V 22W”，电热水袋“220V 220W”，绞肉机“220V 220W”（电动机线圈电阻为2Ω）。下列说法错误的是（　　） A．绞肉机由于发热消耗的电功率为2W B．绞肉机工作20s消耗的电能为4400J C．工作20s，电热水袋和绞肉机产生的热量均为4400J D．此时干路的总电流为2.1A 【答案】C 【解析】A．由题可得绞肉机工作电流 用于发热的功率 故A正确，不符合题意； BC．电热水袋、绞肉机工作20s消耗的电能 绞肉机产生的热量 故B正确，不符合题意，C错误，符合题意； D．电热水袋、绞肉机、节能灯三个用电器并联，电热水袋、绞肉机额定功率、额定电压都相同，为1A，节能灯正常工作时的电流 故三个用电器同时工作时干路电流应为2.1A，故D正确，不符合题意； 故选C。 8．（2025·山东济南·一模）售货员推介某家用电吹风：“老款功率仅800W、新款功率升级为2000W”。则新款电吹风使用时（　　） A．更省电 B．更费电 C．更节约时间 D．电压更高 【答案】C 【解析】AB．用电吹风吹干同一物体，物体需要吸收的热量一定，则消耗的电能相同，故AB不符合题意； C．使用电吹风时，根据W=Pt，消耗的电能一定，吹风机的电功率越大，越节省时间，故C符合题意； D．家庭电路的电压为220V，不同的家用电吹风的额定电压相同，故D不符合题意。 故选C。 9．（2025·山东济南·二模）智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（　　） A．降低了手机的散热能力 B．增大了电池的输出电压 C．减小了电子电路的电阻 D．减小了电池的输出电流 【答案】D 【解析】A．降低散热能力与延长供电时间无直接关联。散热能力差可能导致手机温度升高，但不会显著影响电池储存的总电能消耗速度，故A不符合题意； B．增大电池的输出电压会使得总功率增大，反而缩短供电时间，故B不符合题意； C．电路电阻主要由硬件决定，省电模式不会改变硬件电阻，而且减小电阻，若电压不变，根据，电流会增大，导致总功率增大，供电时间减少，故C不符合题意； D．在电池电压一定时，减小输出电流，总功率随之减小。电池储存的总电能一定，由可知，供电时间会延长，故D符合题意。 故选D。 10．智能手机耗电达到一定值时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长手机电池的供电时间，其原因可能是（　　） A．增大了电池的输出电流 B．增大了手机的工作电压 C．减小了电子线路的电阻 D．减小了电池的输出功率 【答案】D 【解析】智能手机耗电达到一定值时，剩余的电能也是定值，由W=Pt可知，要延长手机的工作时间，需要减小电池的输出功率，而手机工作的电压（电池的输出电压）是不变的，要减小电池的输出功率，由P=UI可知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以电子线路的电阻不变，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 11．当智能手机“电量”所剩无几时，通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，这是通过以下哪种方式实现的（　　） A．增大电池电压 B．增加总功率 C．减小总功率 D．降低散热能力 【答案】C 【解析】A．手机“电量”是指手机电池提供的电能，设置成“省电模式”不会增大电压，故A不符合题意； BC．根据公式，电池储存的电能W固定时，若增加总功率P，则使用时间t会缩短，无法延长使用时间；减小总功率P，使用时间t会相应延长，这与“省电模式” 延长使用时间的目的一致，故C 符合题意，B不符合题意； D．降低散热能力会导致手机内部温度升高，可能影响手机正常工作，不能延长待机时间，故D不符合题意。 故选C。 12．（2025·陕西西安·二模）某电暖器具有智能控温系统，可根据室温自动调节加热功率，既能快速加热，又能省电节能。小明受此启发，用手动开关S，温控开关S1、S2，两个加热电阻R1、R2（R1、R2阻值不随温度变化），设计了电暖器加热电路，电源电压为220V。闭合开关S，各温控开关随温度的通断情况及对应的电路功率如表所示。已知加热电阻R1的阻值为121Ω，下列关于该电路的说法正确的是（    ） 温度t/℃ 手动开关S 温控开关S1 温控开关S2 电路功率P/W <20 闭合 闭合 闭合 1280 ≥24 闭合 断开 闭合 880 ≥28 闭合 闭合 断开 400 A．加热电路功率最大时，R1与R2串联 B．若温控开关S2出现故障不能断开，加热时，电路的最小功率为400W C．若只闭合手动开关，R1、R2都能工作 D．加热电阻R2的阻值为55Ω 【答案】D 【解析】电源电压U=220V不变，根据，电路电阻越小，功率越大。当S、S1​、S2​都闭合时，R1​与R2​并联，电阻最小，功率最大（1280W）；当S闭合、S1​闭合、S2​断开时，只有R1​工作，功率为400W；当S闭合、S1​断开、S2​闭合时，只有R2​工作，功率为880W。 A．功率最大时，R1​与R2​是并联（电阻最小），不是串联，故A错误； B．若S2​不能断开，当S、S1​闭合、S2​闭合时（温度＜20℃），R1​与R2并联，功率最大；当S闭合、S1​断开、S2​闭合时，只有R2工作，功率880W；当S闭合、S1​闭合、S2​断开时（但S2​故障不能断开，实际还是并联）。所以最小功率不是400W，故B错误； C．只闭合手动开关S，若S1​、S2​都断开，电路断路，R1​、R2​都不工作，故C错误； D．当只有R2​工作时，功率P2​=880W，根据，可得R2​的阻值为 故D正确。 故选D。 13．（2025·北京朝阳·一模）速热式热水器由于其节能环保（相比储热式热水器省电15%~30%），安全性高，深受人们喜爱。如图所示的是小阳家安装的厨房用速热式热水器，其额定电压为220V、额定功率为4kW。小阳冬天洗碗筷一次，用温热水流的时间平均约为60s。则1度电可以让小阳用温热的水洗碗筷的次数是（　　） A．4次 B．8次 C．15次 D．25次 【答案】C 【解析】速热式热水器的额定功率为4kW，则使用它洗一次碗筷所消耗的电能为 由于1小时=3600s，60s相当于小时，所以 因此1度电(1kWh)可供洗碗筷的次数 故选C。 14．（2025·云南昆明·一模）如图甲所示是一款熨烫衣物的挂烫机，其简化电路如图乙所示，为限流电阻，为加热电阻，S为温控开关，自动切换加热和待机状态。下列说法正确的是（　　） A．开关置于1时为加热状态 B．开关置于2时为待机状态 C．用超导材料制成加热电阻更省电 D．挂烫机工作时主要利用了电流的热效应 【答案】D 【解析】AB．由图乙可知，当开关S接2时，只有工作，由于是加热电阻，所以此时挂烫机处于加热状态；当开关S接1时，只有工作，由于是限流电阻，所以此时挂烫机处于待机状态，故AB错误； CD．挂烫机，工作时将电能转化为内能，使挂烫机的内能增加，温度升高，所以它是利用电流的热效应工作，而电流通过号体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，如果超导材料制成加热电阻，则加热电阻的阻值为零，中流通过加热电阻时不会产生热量，所以加热电阻不能用超导材料制成，故C错误、D正确。 故选D。 15．（2025·安徽宿州·一模）小安去商场购买热水壶，发现有甲、乙两款，铭牌信息如下表所示。若不考虑烧水过程中的热量损失，将相同质量和初温的水加热至沸腾（1个标准大气压下），下列分析正确的是（　　） 甲 产品名称 电热水壶 容量 额定电压 220V 额定功率 800W 乙 产品名称 电热水壶 容量 额定电压 220V 额定功率 1500W A．使用甲热水壶可以省电 B．使用乙热水壶可以省电 C．使用甲热水壶所用时间更短 D．使用乙热水壶所用时间更短 【答案】D 【解析】AB．将质量和初温相同的水加热至沸腾（1个标准大气压下），由Q吸=cm(t-t0)可知，水吸收的热量相同，不考虑烧水过程中的热量损失，热水壶做功W相同，即消耗电能相同（W=Q吸），哪个热水壶都不会省电，故AB错误； CD．由表中数据可知，乙热水壶的电功率大于甲热水壶的电功率，由可知，做功相同时，使用乙热水壶所用时间更短，故C错误，D正确。 故选D。 16．某智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（　　） A．降低了电池的输出电压 B．减少了电池的输出功率 C．减小了电子线路的电阻 D．增大了电池的输出功率 【答案】B 【解析】A．手机工作电压是一定的，如果降低了电池的输出电压，手机将不能正常工作，故A不符合题意； BD．手机电池储存的电能是一定的，由W=Pt可知，要延长电池的供电时间，需要减小输出功率，故B符合题意，D不符合题意； C．手机内部电子线路的结构是不变的，所以电阻也是一定的，故C不符合题意。 故选B。 17．（2025·陕西汉中·二模）（多选）某电暖器具有智能控温系统，可根据室温自动调节加热功率，既能快速加热，又能省电节能。小明受此启发，用手动开关S，温控开关、，两个加热电阻、（、阻值不随温度变化），设计了电暖器加热电路，电源电压为220V。闭合开关S，各温控开关随温度的通断情况及对应的电路功率如表所示。已知加热电阻的阻值为，下列关于该电路的说法正确的是（　　） 温度 手动开关S 温控开关 温控开关 电路功率 闭合 闭合 闭合 1280 闭合 断开 闭合 880 闭合 闭合 断开 400 A．加热电路功率最大时，与串联 B．若温控开关出现故障不能断开，加热时，电路的最小功率为880W C．若只闭合手动开关，、都能工作 D．加热电阻的阻值为 【答案】BD 【解析】电源电压为220V，根据，电路电阻越小，功率越大。分析表格数据可知： 当S、、​都闭合时，R1与R2并联，电阻最小，功率最大（1280W）； 当S闭合、S1闭合、S2断开时，只有R1工作，功率为 当S闭合、S1断开、S2闭合时，只有R2工作，功率为880W。 A．功率最大时，R1与R2并联，不是串联，故A错误； B．若温控开关出现故障不能断开，此时只能S1断开，R1不工作，只有R2工作，电路的最小功率为880W，故B正确； C．只闭合手动开关S，若S1、S2都断开，电路断路，R1与R2都不工作，故C错误； D．当只有R2​工作时，功率880W，则 故D正确。 故选BD。 18．（2025·江苏泰州·三模）如图所示，是一款智能晾衣机，装有额定电压为220V、额定功率为8.4W的LED照明灯二只。此LED灯泡与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约86%的电能，那么这个LED灯与功率为 W的白炽灯亮度相当。此智能晾衣机是利用自带的杀菌灯发出的 线来杀菌的。它的风干（冷风）和烘干（热风）功能使用也很方便，烘干功能开启2小时后会自动关闭此功能，它的烘干出风口在中间位置，其尺寸为400×250（单位：mm），实际有效风量为540m3/h。若该功能下空气的密度为1.25kg/m3，则从烘干功能开启后直到自动关闭，从该款晾衣机出风口流出空气的质量是 kg。 【答案】60 紫外 1350 【解析】[1]设白炽灯的功率为P白，LED灯可以节约的电能为 经整理可知，白炽灯的功率为。 [2]此智能晾衣机是利用自带的杀菌灯发出的紫外线杀菌，因为紫外线具有杀菌功能。 [3]从烘干功能开启后直到自动关闭，说明工作了2h，从该款晾衣机出风口流出空气的质量是 19．（2025·江苏南通·一模）一只标有“220V  2kW”的LED灯正常工作1h消耗的电能为 kW·h，若家中只有这只LED灯工作，标有“1200imp/（kW·h）”的电能表指示灯闪烁 次。它正常发光时与一只“220V  10kW”的大功率射灯正常发光时亮度相当，若两灯都正常工作1000h，使用LED灯比使用大功率射灯节约 kW·h的电能；若大功率射灯正常发光效率为16％，则LED灯正常发光时的效率为 %。 【答案】 2 2400 8000 80 【解析】[1]LED灯正常工作1h消耗的电能 [2]电能表指示灯闪烁的次数 [3]大功率射灯与LED灯都正常工作工作1000h，LED灯比使用大功率射灯节约的电能 [4]2kW的LED灯正常工作与10kW的大功率射灯正常发光时亮度相当，则 则LED灯正常发光时的效率 20．小亮调查发现，如果将学校内100W的白炽灯更换为同等亮度的12W的LED灯，仅此一项一天就能节约电能88kW·h，相当于1000只 W的白炽灯正常工作1h消耗的电能。假设每只灯每天工作5h，则学校原来有 只100W的白炽灯。 【答案】88 200 【解析】[1]LED灯节约的电能88kW·h，用来供1000只白炽灯工作1h，则白炽灯工作的功率为 [2]学校原来100W的白炽灯工作的个数为 21．（2025·江苏扬州·二模）LED灯广泛应用于居家照明、城市夜景美化等，制作LED灯的材料是 （半导体/超导体），若“220V  4.4W”的LED灯可节约90%的电能，则LED灯与功率为 W的普通白炽灯亮度相当；小明家的电能表如图，该家庭电路中允许同时使用的用电器最大总功率为 W；小明发现某用电器工作时，电能表的指示灯在5min内闪烁了300次，这段时间内电路消耗的电能为 kW·h；他将额定功率为2000W，烧水效率为80%的电热水壶单独接入电路中，该电热水壶正常工作，则在一个标准大气压下，要将1L水从20℃加热至沸腾，需要 min。 【答案】半导体 44 4400 0.1 3.5 【解析】[1]制作LED灯的材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体材料。 [2]根据题意知道，普通白炽灯的功率 [3]由图知道，电能表的工作电压U=220V，额定最大电流I=20A，则该家庭电路中允许同时使用的用电器最大总功率 [4]3000imp/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次，则电能表的指示灯闪烁300次，电路消耗的电能 [5]由知道，1L水的质量 一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量 由知道，电热水壶消耗的电能 由知道，加热需要的时间 22．（2025·江苏宿迁·二模）白炽灯现已被环保节能的LED灯所替代，LED灯的主要工作部件发光二极管是 （选填“纳米”“超导体”或“半导体”）材料制成的；标有“220V 8.8W”字样的LED灯泡，与普通白炽灯相比，在达到相同亮度的条件下，假设LED灯可以节约90%的电能，则这个LED灯与功率为 W的白炽灯亮度相当。 【答案】 半导体 88 【解析】[1]发光二极管是由半导体材料制成的。半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，通过特殊的掺杂等工艺，可实现对电流和发光的控制，从而制成发光二极管用于 LED 灯。 [2]设两种灯泡正常发光的时间为t，由可得，LED消耗的电能为 白炽灯消耗的电能为，在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约90%的电能，所以，解得。 23．（2025·江苏盐城·三模）小明家电能表面板如图所示，图中电能表示数为 kw·h。家里刚新添置一台空调并接入该电能表中，让其单独工作5min，电能表的指示灯闪烁了320次，则该空调的实际电功率为 W。如果每天坚持少开该空调一个小时，一月（按照30天）能够节约电能 kw·h。 【答案】 219.6 1200 36 【解析】[1]电能表读数时，数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，由图可知，此时电能表的示数为219.6kW•h。 [2]3200imp/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3200次，则指示灯闪烁320次时，空调消耗的电能 空调的实际电功率 [3]节约用电的时间t=1h×30=30h 可节约用电W′=Pt=1.2kW×30h=36kW•h 24．（2025·河南南阳·一模）郑州奥体中心采用地源热泵系统供暖，地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。大地在冬季作为热源，在夏天作为散热器。在冬季，液态工作物质从地下提取热量时发生的物态变化是 。若利用该供暖方式为某房间供暖，暖气片散热功率为2000W，工作2小时可节约耗电 kW⋅h。 【答案】汽化 4 【解析】[1]在冬季，液态工作物质从地下提取热量时会变为气体，发生的物态变化是汽化。 [2]散热功率为，工作2小时可节约耗电 25．（2025·新疆阿克苏·三模）手机已成为人们沟通交流和生活娱乐的重要工具。 (1)常用手机质量约为200 （选填“kg”“g”或“mg”）。手机屏幕上的丰富色彩是由红、绿、 色三种色光按不同比例混合而成的，三种色光按一定比例混合 （选填“可以”或“不能”）得到白光； (2)有些国产手机具有反向无线充电功能，用A手机为B手机充电时，A手机相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。某款手机锂电池上标有“电压3.7V容量4000mA⋅h”字样，手机的超级快充功能就是保持充电器的电压不变，将电流从原来的1A变为5A，此时充电功率会变为原来的 倍；当电池剩余电量不足20%时，若未及时充电，系统会开启“省电模式”，“省电模式”下手机显示还可以持续使用2h，手机在此模式下使用时的平均功率约为 W。 【答案】(1) 蓝 可以 (2)电源 5 【解析】（1）[1]手机的质量接近一个苹果质量，一个苹果质量约200g，则手机的质量约为200g。 [2][3]光的三原色是红、绿、蓝，三种色光根据不同的比例混合可以得到各种颜色的色光。所以手机屏幕上的丰富色彩是由红、绿、蓝色三种色光按不同比例混合而成的，三种色光按一定比例混合可以得到白光。 （2）[1]用A手机为B手机充电时，A手机提供电能，相当于电路中的电源。 [2]由可得，在电源电压U不变时，电流由1A变为5A时，电流变为原来的5倍，此时充电功率会变为原来的5倍。 [3]根据锂电池上“电压： 容量：”字样可知。充满电储存的电能 所以开启省电模式电量 所以此手机在“省电模式”下使用时的平均功率为 26．（2025·福建厦门·一模）电热安全压力锅解决了普通压力锅的安全隐患，既省时又省电。某电压力锅的额定电压为220V，额定功率为1200W，则其额定电流为 （保留一位小数）；为了减少插头插拔的次数，再给插座安装一个开关，如图甲、乙所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板某转轴转动。根据你的生活经验，按动开关 所用的力较小，这是因为按动这种开关时 较大；若某次仅使用上述压力锅正常工作，测得图丙所示电能表的指示灯共闪烁600次，由此可知该过程中压力锅是 （选填“间歇”或“持续”）通电工作。 【答案】 乙 动力臂 间歇 【解析】[1]由可得电压力锅的额定电流 [2][3]甲、乙两种开关均可在力的作用下绕轴转动，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大、动力越小，因为使用乙时动力臂大、更省力，所以按动开关乙所用的力较小。 [4]表示电路中用电器每消耗的电能，电能表的指示灯闪烁1200次，指示灯闪烁了600次时，电压力锅实际消耗的电能 若电压力锅连续工作，消耗的电能 因为，所以电压力锅是间歇工作。 27．小龙的妈妈购买了一款“节电器”，根据商家介绍，只要把该节电器插在家中插座上（如图所示）就能“有效节电”。小龙对于该款“节电器”是否能够省电有质疑，他设计了如下实验进行探究。 （1）实验前，断开家中全部用电器，将该“节电器”插在家中的插座上，记录此时家中电能表的示数W1。 （2）仅将一个电暖气接入家庭电路中，让它在额定电压下持续工作60min后，使电暖气停止工作，记录此时 。 （3）第二次实验，他将 ，使电暖气停止工作，记录电能表的示数W3。 （4）根据实验记录的数据，计算前、后两次家中耗电量 = ，= ，发现： 由此可以得到结论：该款“节电器” 。 【答案】家中电能表的示数W2 见解析 W2−W1 W3−W2 不能有效节电 【解析】（2）[1]仅将一个电暖气接入家庭电路中，让它在额定电压下持续工作60min后，使电暖气停止工作。实验的目的是测量该电暖气在60min内消耗的电能，故应记录它工作后家中电能表的示数W2。 （3）[2]第二次实验时，要对比“节电器”能否节电，故应保持其他条件不变，将该“节电器”从插座拔下，让电暖气在额定电压下持续工作60min后，使电暖气停止工作，记录电能表的示数W3。 （4）[3][4][5]根据实验记录的数据可得，前一次实验家中的耗电量为 后一次实验家中的耗电量为 发现：W前＞W后，即使用“节电器”时耗电量多，由此可以得到结论：该款“节电器”不能有效节电。 28．（2025·陕西咸阳·二模）如图1所示的是某型号电压力锅简化的工作电路图。是阻值为242Ω的保温电阻，是主加热电阻，是阻值为121Ω的副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压—保压—保温”三个阶段，通过如图2所示的锅内工作压强与时间关系图像可了解其工作过程。当保压状态结束，饭就熟了，开关S自动接到b，减压进入保温状态。 (1)当电压力锅处于“升压”阶段时，开关S、的状态是 。 (2)当锅内工作压强达80kPa时，主加热电阻停止加热，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，主加热电阻开始加热，在闭合与断开时消耗电能的电功率之比为。则主加热电阻的阻值是多少？ (3)为了减少能量的损耗，设计者对该电压力锅进行了升级改造：、阻值不变，在保压阶段总时间不变的情况下，保压阶段压力降低的时间与压力升高的时间的比值为。则仅保压阶段可以节约的电能是多少？并简要分析改造后的电压力锅用于保温的电阻是变大了还是变小了。 【答案】(1)S接a，S1闭合 (2)60.5Ω (3)1.44×105J，变小了 【解析】（1）在“升压”阶段，需要让主加热电阻R1和副加热电阻R2同时工作，根据电路图可知，此时开关S应接a，S1应闭合。 （2）当S1闭合时，R1与R2并联，总功率；当S1断开时，只有R2工作，功率。 由题意知，则，得，解得R1＝60.5Ω。 （3）[1]当S1闭合时，R1与R2并联，总功率 当S1断开时，只有R2工作，功率 由图乙可知，改造前，保压阶段总时间为12分钟，压力降低的时间与压力升高的时间相等，均为t1＝6分钟，原来保压阶段消耗的电能 改造后，保压阶段压力降低的时间与压力升高的时间的比值为3︰1，设压力升高时间为t2，则压力降低时间为3t2，因为保压阶段总时间为12分钟不变，那么压力升高时间为3分钟，压力降低时间为9分钟，改造后保压阶段消耗的电能 节约的电能 [2]改造后，保压阶段消耗的电能减少，在相同时间内产生的热量减少，为了保持锅内温度，保温电阻需要消耗更多的电能来补充热量损失，根据，在电压U不变的情况下，功率P增大，电阻R减小，所以改造后的电压力锅用于保温的电阻R0变小了。 29．（2025·山东·一模）“地球一小时”是世界自然基金会（WWF）提出的一项全球性节能活动，参与者遍布全球190多个国家和地区。活动提倡于每年三月的最后一个周六晚上，个人、社区、企业和政府用户关闭不必要的光源，熄灯一小时，以表明对应对气候变化行动的支持。 同学们在筹备“2025地球一小时”活动中了解到：只要电源插头没有拔掉，在待机状态下，每台电脑的待机功率为5W，每台电视机的待机功率为10W。 (1)小明所在小区有100台电脑和100台电视机，在活动中号召居民均由原来的待机状态改为切断电源10小时，此举一共可节约多少电能？ (2)若节约的电能完全被水吸收，能使多少千克20℃的水升温至50℃？[c水=4.2×103J/（kg·℃），结果保留整数] (3)除“不使用用电器时关闭电源外”，请为“2025地球一小时”活动再提出一条节能减排的建议。（合理即可） 【答案】(1)5.4×107J (2)429kg (3)见解析 【解析】（1）100台电脑待机功率P电脑=100×5W=500W=0.5kW 100台电视机待机功率P电视=100×10W=1000W=1kW 总功率P=P电脑+P电视=0.5kW+1kW=1.5kW 时间t=10h，节约的电能W=Pt=1.5kW×10h=15kW⋅h=5.4×107J （2）节约的电能完全被水吸收，即Q吸=W=5.4×107J 由Q吸=c水mΔt可知， 即节约的电能完全被水吸收，能使429千克20℃的水升温至50℃。 （3）在日常生活中能节约能源的事情很多，我们可以从身边小事做起，如使用节能灯，或少开车多步行或骑自行车等。 30．（2025·安徽宣城·一模）我国茶文化源远流长，茶乡遂川的狗牯脑茶闻名于世，图是小萍家新购置的煮茶器，产品铭牌如表。购买后小萍多次测试，用该煮茶器在额定电压下煮水300s，可将满容量的水从50℃至恰好煮沸（一标准大气压下），已知，。 额定电压（V） 煮水功率（W） 保温功率（W） 满容量（L） 220 1000 220 1.0 (1)求煮茶器正常工作时，保温状态下的电流； (2)求水吸收的热量； (3)小萍在购买煮茶器时，产品销售员声称“通过科技创新，该款煮茶器省时省电，效率高达80%”。请通过计算验证销售员的宣传是否真实。 【答案】(1)1A (2)2.1×105J (3)见解析 【解析】（1）煮茶器保温状态下的电功率是220W，由可得，煮茶器保温状态下的电流 （2）煮茶器满容量时，水的质量 标准大气压下煮沸这些水，水吸收的热量 （3）标准大气压下煮沸这些水，煮茶器消耗的电能 煮茶器煮水的实际效率 所以销售员的宣传不真实。 31．（2025·辽宁沈阳·一模）如图甲，是某型号电饭煲内部的简化电路。和是两个相同的发热电阻，开关、的通断可实现加热和保温两个挡位的调节，相关参数如表中所示。请完成下列问题： 额定电压 220V 加热挡额定功率 1210W 保温挡额定功率 (1)计算电饭煲在加热挡正常工作时，通过的电流； (2)计算电饭煲保温挡的额定功率； (3)某同学在购买电饭煲时，看到加热挡有“220V；1210W”和“220V；800W”两种规格，他认为额定功率小的电饭煲更省电。请写出你的观点并进行分析说明。 【答案】(1)5.5A (2)605W (3)见解析 【解析】（1）电饭煲在加热挡正常工作时，通过的电流为 （2）由电路图知，当闭合、断开时两电阻串联，电路中总电阻较大，由可知，电路消耗的功率较小，为保温状态；当、都闭合时，只有接入电路中，电路中总电阻较小，功率较大，为加热状态；的电阻为 和是两个相同的发热电阻，根据串联电路电阻的规律和得电饭煲保温挡的额定功率为 （3）因为煮饭需要产生的热量是一定的，电功率越小，时间会越长，损失的热量越多，需要消耗的电能越多，所以额定功率小的电饭煲不会省电，所以不赞同。 / 学科网（北京）股份有限公司 $