第十五章跨学科实践　对家庭用电的调查研究2025-2026学年初中物理（苏科版）九年级下册

该初中物理电功和电热单元复习课件，系统梳理了电功、电功率的计算，电能表的使用，家庭电路的连接方式，以及能量转化与效率等核心知识。通过基础概念理解（如电能表参数“1600imp/(kW·h)”的应用）、实际问题解决（如待机功率测量、多电器总功率计算）、跨学科实践活动（家庭用电调查研究）的逻辑脉络，将物理观念中的能量观念贯穿始终，帮助学生构建完整的单元知识网络。 其亮点在于以真实生活情境（如空调工作周期、不同光源对比、分时计费）为载体，设计从基础计算到综合分析的问题链，如通过“能效比”“光效率”等概念的应用培养科学思维中的科学推理与模型建构能力；借助家庭用电数据调查与分析（如待机功率表格处理）落实科学探究的问题提出与证据获取；融入节能减排、能源优化利用等内容渗透科学态度与责任中的社会责任。分层设计覆盖不同难度（基础计算到复杂电费节省），助力学生巩固知识，也为教师提供精准复习的实用工具。

第十五章 电功和电热 跨学科实践 对家庭用电的调查研究 1. 小明利用标有“1600imp/(kW h)”字样的电能表测某家用电器的电功率,测量前,他应该 断开所有用电器的开关 ,直至电能表指示灯停止闪烁再进行测量。若按正确方法测量,从指示灯第1次闪烁开始计时到第9次闪烁停止计时所用时间为1min,这个用电器的功率是 300 W。 断开所有用电器的开关 300 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 2. 为了测出电视机在待机时的电功率,小明在外出期间,关闭家中其他用电器,只让电视机处于待机状态,用电能表测出待机时电视机所消耗的电能,相应数据记录如表所示,则电视机待机时的电功率为 3 W;这些电能可供一只“220V 10W”的LED灯正常工作 30 h,一只这样的LED灯与一只“220V 100W”的白炽灯正常发光时亮度相当,若白炽灯正常发光时的效率为8%,则LED灯正常发光时的效率为 80% 。 3 30 80% 时 间 电能表示数 3月20日12点 6572.8 3月24日16点 6573.1 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 3. (跨学科实践 社会发展)在家庭用电的调查研究综合实践活动中,小明研究发现空调功率远大于冰箱,所以空调插头线比冰箱插头线 粗 (粗/细);小明关掉空调后,冰箱仍在工作,这说明空调与冰箱是 并 联的;他观察到空调上“能效比”EER的值为3.4,经查阅资料,能效比是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比,空调制冷时消耗的电功率为1000W,则空调制冷量为 3400 W。 粗 并 3400 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 4. 盛夏,室外温度达36 ,小宁将客厅空调的设定温度设为28 ,发现空调正常工作时的工作周期:工作10min后会停止工作,5min后再重新工作……周而复始。已知空调的制冷额定功率为2000W。 (1) 空调正常工作时,一个工作周期内消耗的电能为 1.2 106 J。 (2) 为节能减排,他换上了隔热保温性能更好的门窗。在工作电压、室外温度、空调的设定温度等条件均相同的情况下,空调新的一个工作周期内,工作时间会 小于 (大于/等于/小于)10min。 1.2 106 小于 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 5. 为合理利用电能,目前许多城市在推广使用“分时电能表”(电子式多费率电能表),进行分时段计费。小明同学家的“分时电能表”规格为“220V 5(10) A”。 (1) 小明家同时接入电路的用电器总功率不得超过 2200 W。 2200 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (2) 小明同学统计家中所有的用电器的额定功率如表1所示。 表1 电器名称 电饭锅 洗衣机 电视机 照明电灯 电扇 额定功率/W 750 150 70 25 25 40 40 当这些用电器全部正常工作时,电路的实际总功率是 1100 W,通过电能表的实际电流是 5 A。 1100 5 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (3) 分时段计费标准如表2所示。若使用“分时电能表”前(电价是0.52元/度),小明家所有用电器每天平均正常工作2h,使用后,两个时段各正常工作1h,则小明家一天可节省电费 0.21 元(结果保留两位小数)。 表2 高峰时段(7:00~21:00) 0.55元/度 低谷时段(21:00~7:00) 0.30元/度 0.21 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 6. 甲同学发现家中接在电路中的电器不开机也不待机却还在耗电,在家长指导下,甲、乙、丙三名同学把一台家用电器插头插在计量插座(如图)上,使它处于不开机也不待机的状态,接入家庭电路的计量插座就能显示用电器该状态下的实际功率,测量数据如表所示(单位:W)。 家 庭 电视机 手机充电器 电 脑 热水器 微波炉 空 调 甲同学家 0.6 0.5 0.9 1.1 0.5 2.4 乙同学家 0.6 0.3 0.8 1.0 0.4 2.8 丙同学家 0.7 0.4 0.7 0.0 0.4 2.2 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 请回答下列问题: (1) 家庭电路的电压是220V,家庭电路中各用电器之间的连接方式是 并联 。 并 联 (2) 在上述测量过程中,通过丙同学家空调的电流是多少安? 解:(2) 由表中数据可知,丙同学家空调的功率P=2.2W,通过该空调的电流I===0.01A 家 庭 电视机 手机充电器 电 脑 热水器 微波炉 空 调 甲同学家 0.6 0.5 0.9 1.1 0.5 2.4 乙同学家 0.6 0.3 0.8 1.0 0.4 2.8 丙同学家 0.7 0.4 0.7 0.0 0.4 2.2 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (3) 同学们由此得到启示,电器使用后及时拔掉插头。若一天按20小时计算,甲同学家(表中电器各一台)每天至少可节约多少电能? 解:(3) 由表中数据可知,甲同学家中电器的总功率P总=0.6W+0.5W+0.9W+1.1W+0.5W+2.4W=6W=0.006kW,甲同学家每天可节约的电能W=P总t=0.006kW 20h=0.12kW h 家 庭 电视机 手机充电器 电 脑 热水器 微波炉 空 调 甲同学家 0.6 0.5 0.9 1.1 0.5 2.4 乙同学家 0.6 0.3 0.8 1.0 0.4 2.8 丙同学家 0.7 0.4 0.7 0.0 0.4 2.2 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 7. 白炽灯、节能灯和LED灯是生活中常见的三种照明设备。小明通过市场调查和查阅相关资料,获得以下一些信息:① 三种灯的工作原理不同。白炽灯通过电流加热灯丝使其发光;节能灯利用电流激发荧光管内的汞蒸气发光;LED灯采用半导体材料,电流通过半导体材料时直接产生光。② “光通量”是描述光源在单位时间内发出的可见光量的物理量,“光效率”是反映了光源将电能转换成光能的效率,光效率越高,意味着消耗相同的电能可以产生更多的光。③ 某品牌白炽灯、节能灯和LED灯的相关数据如表所示。 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 光 源 电功率/W 光通量/流明 光效率/(流明 瓦-1) 寿命/h 白炽灯 100 1000 10 1000 节能灯 20 1000 50 6000 LED灯 10 1000 100 15000 根据以上信息及所学知识回答下列问题: (1) 白炽灯工作时,将电能转化为光能和 内能 。 内能 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 (2) 分析比较表中光源的电功率、光通量和光效率的变化情况,可得出初步结论:当光通量相同时, 光效率与电功率成反比 。 (3) 请在表中“光源”中选择一个作为日常照明设备,并从能源利用等方面说明你选择的理由: 选LED灯,因为正常工作相同时间,LED灯消耗的电能最少,光通量相同,LED灯比白炽灯和节能灯的光效率更高,使用寿命更长 。 光效率与电功率成反比 选LED灯,因为正常工作相同时间,LED灯消耗的电能最 少,光通量相同,LED灯比白炽灯和节能灯的光效率更高,使用寿命更长 光 源 电功率/W 光通量/流明 光效率/(流明 瓦-1) 寿命/h 白炽灯 100 1000 10 1000 节能灯 20 1000 50 6000 LED灯 10 1000 100 15000 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 $