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学年苏科版物理九年级下册

该初中物理课件围绕家庭用电展开，涵盖峰谷电价、用电器能耗分析及LED灯与白炽灯对比等核心知识点。通过“家里的电怎么来、如何使用”的生活问题导入，从电价方案到用电器调查，再到节能建议，构建从生活现象到物理知识的学习支架。 其亮点是结合生活实例培养核心素养，如通过小明家电热器峰谷用电计算（科学推理）、用电器调查记录（科学探究）引导学生分析数据。采用“问题-调查-分析-建议”教学方法，配合节电口诀强化科学态度与责任。学生能提升解决实际问题能力，教师可利用实例丰富教学，提高课堂效率。

对家庭用电的调查研究 在日常生活中，我们每天都离不开电，那大家有没有留意过家里的电是怎么来的，又是如何被使用的呢？ 一、峰时峰谷电价的执行方案意义： 通过价格杠杆调节用电需求，实现 “削峰填谷”，降低电网峰谷负荷差，减少电力资源浪费；同时引导高耗能企业、工商业用户错峰用电，保障居民生活及重要公共设施用电稳定，推动电力系统安全高效运行。 峰时：每日用电负荷最高的 3-4 小时，通常为 8:00-11:00、18:00-21:00（夏季可延长至 22:00），该时段电价上浮比例为 50%-70%（高耗能行业上浮 80%-100%）。​ 平段：峰时、谷时之外的时段，电价按照基础电价执行，无浮动。​ 谷时：每日用电负荷最低的 6-8 小时，通常为 22:00 - 次日 6:00，该时段电价下浮比例为 40%-60%，鼓励用户在谷时使用洗衣机、热水器、充电桩等设备。 科学划分峰谷时段 我市为缓解高峰时段电网压力，节约用户的电费支出，现已实行“分时电费”计费制。具体计费方法是：高峰时段（早8时至晚9时）电价是0.55元/度：低峰时段（晚9时至次日早8时）电价是0.35元/度。小明家的某电热器功率为800W，平均每天正常工作1.5h．小明为节约用电，将它的工作时间从高峰时段移至低峰时段。则该电热器每月耗电　 　 kW•h，仅此一项，小明家每月可节省电费　 　 元（一个月按30天计）。 36 7.2 电热水器：若家中使用电热水器，可将加热时间设定在谷时，长期坚持，能省下可观电费。​ 洗衣机 / 烘干机：利用预约功能，在睡前将脏衣服放入洗衣机，设置在谷电时段启动。对于常使用烘干机的家庭，这一举措节省效果更显著。 电动汽车充电：若家庭拥有电动汽车，将充电时间设置在谷时能大幅降低成本。​ 针对分时用电建议 1.调查范围： 高耗电设备：空调、电热水器、电暖气、洗衣机、烘干机、电动 汽车充电桩、电烤箱、电磁炉、微波炉；​ 中耗电设备：冰箱、电视机、电脑（含显示器）、电饭煲、豆浆 机、吸尘器；​ 低耗电设备：照明灯具（LED 灯、吸顶灯等）、手机充电器、路 由器、机顶盒、小型小家电。 二、调查和分析家中各用电器的使用情况 调查记录举例 1.待机能耗：统计电器待机时长与能耗。 如电视机待机功率约 1-5W，若每日待机 16 小时，日均待机耗电量 = 0.003kW×16h=0.048 度，每月约 1.44 度； 合理用电：识别低效用电、适配不同需求 路由器 24 小时运行，功率 5W，每月耗电量 = 0.005kW×24h×30=3.6 度，若夜间（谷时）无需使用，可关闭，每月省 2.4 度。 2.过度使用： 如空调温度设置过低（夏季低于 24℃）、电热水器始终保持 “最高温度” 模式（实际用水温度无需这么高）、照明灯具长时间未关闭（如无人房间开灯）等，均属于低效用电。 3.评估设备老化程度：​ 若家中电器使用超过 8 年（如老旧冰箱、电热水器），可对比新国标产品能耗：老旧冰箱日均耗电 1.5 度，新一级能效冰箱日均耗电 0.5 度，每月可省 30 度电；若更换成本可在 2 年内通过电费节省收回，建议优先更换。 4.优化方向： 调整空调使用时段（如谷时提前预冷 / 预热）、设置合理温度（夏季 26℃+，冬季 20℃-）、搭配窗帘 / 隔热膜减少冷热损失 三、比较 LED 灯和白炽灯 白炽灯：“电流热效应” 发光原理，电流通过钨丝时，钨丝被加热至 2000℃以上的高温，产生光辐射（其中 90% 以上能量转化为热能，仅 5%-10% 转化为可见光）。其发光过程伴随大量热量损耗，能量利用率极低。​ LED 灯：“半导体光致发光” 原理，电流通过半导体芯片时，直接将电能转化为可见光（热能损耗仅占 5%-10%），属于 “冷光源”。无需高温加热过程，能量转化效率远高于白炽灯。 白炽灯：能耗高，以常见的 100W 白炽灯为例，每小时耗电量为 0.1 度，若每日使用 5 小时，每月（30 天）耗电量为 15 度，按居民峰时电价 0.568 元 / 度计算，月均电费约 8.52 元。​ LED 灯：能耗极低，亮度相当于 100W 白炽灯的 LED 灯，功率仅需 12-15W（以 12W 为例），每小时耗电量 0.012 度，每日使用 5 小时，每月耗电量仅 1.8 度，月均电费约 1.02 元。​ 结论：实现相同照明效果时，LED 灯耗电量仅为白炽灯的 1/8-1/10，每月电费可节省 85% 以上，长期使用节能优势尤为突出。 白炽灯： 寿命约 1 年，5 年需更换 5 只，购买成本 = 5×3 元 = 15 元； 每日使用 5 小时，5 年耗电量 = 0.1 度 / 小时 ×5 小时 ×365 天 ×5 年 = 912.5 度， 电费 = 912.5×0.568 元≈518.3 元； 5 年总成本≈15+518.3=533.3 元。 。​ LED 灯： 寿命约 10 年，5 年无需更换，购买成本 = 1×15 元 = 15 元； 每日使用 5 小时，5 年耗电量 = 0.012 度 / 小时 ×5 小时 ×365 天 ×5 年 = 109.5 度， 电费 = 109.5×0.568 元≈62.2 元； 5 年总成本≈15+62.2=77.2 元。 结论： 虽然 LED 灯初始购买成本高，但长期使用（3 年以上）的总成本仅为白炽灯的 1/7 左右，从性价比角度看，LED 灯更具优势。 节电口号： 峰谷用电巧安排，谷时烧水省下来，电费账单降一降，绿色生活乐开怀！​ LED 灯换一换，白炽灯快快散，一度电能用更久，节能省钱双丰收！​ 空调温度设 26，风扇帮忙风更足，少开一时省一度，清凉舒适不耽误！ 节电口号： 电器不用拔插头，待机能耗悄悄流，随手断电成习惯，每月电费少一半！​ 洗衣机选谷时转，热水器定时关，错峰用电有妙招，家庭节能立功劳！​ 冰箱少开勤整理，冷气不跑更省电，小习惯藏大能量，节约用电记心上！ 节电口号： 白天采光别浪费，开窗关灯巧搭配，自然光里享明亮，电能节约不慌张！​ 充电选在 22 后，电车满电又省钱，科学用电不跟风，家庭节能做先锋！​ 高耗电器错开用，同时开启不可取，负荷降低电更稳，省钱还能护电网！ $