18.3 跨学科实践：为家庭节约用电提建议&18.4 焦耳定律-【鸿鹄志·名师测控】2025-2026学年九年级下册物理（人教版·新教材）湖南专版

第3节 跨学科实践： 【项目提出】 电能是生产生活中所需要的重要能源，家 庭中怎样节约用电？ 【项目分析】 (1)调查家中的用电情况。 (2)了解用电器的耗电情况。 (3)提出节约用电的建议。 (4)评估采纳节电建议后的效果。 【项目实施】 1.某实践小组成员对各自家庭2025年上半年 的用电情况进行了调研，并制作了所调查家 庭上半年每月平均电费（电费单价不变）统 计表（未画出），根据表中数据绘制出“电 费—一月份”图像，如图所示。分析图像可 以获取的信息是 (写出 一条即可)。 ↑电费/元 100 123456月份 2.如表是小华家各用电器日耗电数据，请将表 格补充完整。若以0.5元/度的电费计算，小 华家这个月（以30天计）应付电费 元。 日消耗电能 电器名称 功率/W工作时间/h /(kW·h) 灯泡60W8个 480 5 电视机 110 2 冰箱 200 6 空调 1000 2.5 电饭煲 800 1.5 3.实践小组的同学以家庭为单位估算，某城市 约7×105户，用电器平均每天按待机20h计 算，参考如表数据，估算每天该城市家庭用电器 待机浪费电的总量约为 kW·h. 9第十八章电功率 为家庭节约用电提建议 常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑 数量（台） 2 P 待机功耗(W/台) 10 2 3 10 4.生活中该如何节约用电？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W=Pt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W=Pt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60W的日光 灯，如果都改用20W的节能灯，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kW·h。 【展示交流】 5.小明提出了一些在生活中节约用电的小建 议，下列建议中仍有不节能因素的是( ) A.不看电视时，应及时用遥控器关电视机 B.教室中的电灯，做到人走灯灭 C.夏天用空调时，温度不要调得太低 D.尽量减少开关电冰箱门的次数 6.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。某城市实施分时 电价，具体方案如表： 用电时段 时段范围 电价 高峰期 第一天8：00~21：000.55元/(kW·h) 低谷期21：00~第二天8：000.30元/(kW·h) 小兰留心观察了一下自家电能表的电子 屏，分别记录了她家第一天早8：00、晚21：00 和第二天早8：00这三个时刻的读数，如图 所示，则她家这一天应付电费 元。 当前 当前 当前 2455.2kW.h 2463.2kW.h 2467.2kW·h 第一天早8：00第一天晚21：00第二天早8：00 第4节 新知梳理Q知识建模 ①电流的热效应 定义：电流通过导体时电能转化成 能，这种现象叫作电流的热效应。 探究实验：在探究电热与电阻的关系实验 中，将电流产生的热量的多少通过 展现出来； 在探究电热与电阻的关系时，必须在 和通电时间相同的情况 下比较。 ②焦耳定律 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。 公式： 对于纯电阻电路，该公 式还可以推导为：Q=W=Pt, Q=-Q-发 注意：在纯电阻电路中，电能全部转化为 电热，而没有转化为其他形式的能， 即 则有Q-U1,Q-发： 对于电能没有全部转化为电热的非 纯电阻电路，如含有电动机的电路 而言，则有Q<W,此时计算电功只 能用W=Pt=UIt,而计算电热只能 用Q=IRt。 3电热的利用和防止 利用电热：家里的电热水器、电饭锅、电熨斗等。 防止电热带来的危害：笔记本电脑通过安装 风扇散热，手机利用铜片、石墨散热 片、热管等散热。 课堂巩固⊙逐点击破 知识点①电流的热效应 1.(2025·陕西A卷)用电烤箱烤面包时，烤 焦耳定律 箱上的电热管会发红发烫。下列用电器 的工作原理与电烤箱烤面包时的工作原 理相同的是 () A.电蒸锅 B.洗衣机 C.电风扇 D.电冰箱 2.如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪 些因素有关”的实验装置，两个透明容器中 密封着等量的空气。 甲 (1)实验中通过观察U形管液面的 来比较电流通过导体产生热量的多少， 这里采用的实验研究方法是 (2)图甲中两电阻丝串联，可探究电流产生 的热量与 的关系，通电一段时间 后（选填“左”或“右”）侧容器中产 生的热量更少。 (3)图乙中电阻丝R3的作用主要是使通过电 阻丝R1和R2中的电流 （选填 “相等”或“不相等”)；若将右侧并联的两 根电阻丝R2、R都放入容器中，该装置 (选填“能”或“不能”)探究电流产 生的热量与导体电阻的关系。 知识点②焦耳定律 3.一根阻值为502的电阻丝，通电100s,通过 的电流为1A,则电流通过电阻丝产生的热 量为 J。 4.某款家用茶具煮茶时的电阻是552，正常情 况下通过该茶具的电流是A,其正常工 作s产生的热量是2.64×105J。 知识点③电热的利用和防止 5.下列事例，属于防止电流热效应产生危害的 是 ( 物理九年级下册配RJ版10 A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B.家里使用电热水壶烧水 C.小明妈妈用电熨斗熨衣服 D.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电 脑降温 易错点]不能区分电能与电热 6.将规格都是“220V100W”的一台电风扇、 一台电视机和一床电热毯分别接入220V 电路中正常工作，通电时间相同。下列关于 它们的说法中错误的是 A.产生的热量相同B.消耗的电能相同 C.工作电流相同 D.实际功率相同 课后提升●整合运用 7.用如图的装置探究电流通过导体时产生的 热量Q跟什么因素有关，两个透明容器中密 封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U 形管中液面高度差小于右侧。下列说法正 确的是 ) A.R1的电阻大于R2的电阻 B.通过R的电流大于通过R2的电流 C.R产生的热量大于R2产生的热量 D.此实验探究电热Q与电阻的关系 8.已知定值电阻R1:R2=3：4,若把它们并联 在同一电路中，通电后，它们的电流之比 I1:I2= ;若把它们串联在同一电路 中，通电5min,R1、R2产生的热量之比 Q1:Q2= 9.(2025·湖南模拟)某款家用多功能茶吧机 有制冷、保温等功能，其内部发热电阻的阻 值为442。该发热电阻在220V电路中正 常工作5min,产生的热量是 J 电流的热效应有时对我们有益，有时也有 害，请举出一个生活中防止电流热效应危害 而采取的措施： 11第十八章电功率 10.(2025·衡阳模拟改编)如图所示的电路中， 电源电压保持不变，定值电阻R=30Ω，当 只闭合开关S时，电流表示数为0.2A;当闭 合开关S、S时，电流表示数为0.5A。求： (1)电源电压。 (2)R2的电阻。 (3)当闭合开关S、S1时，1min内电流通过 R2产生的热量。 思维拓展 11.物理学与日常生活为让肉串受 热均匀，味道更好，部分店家 ☑ 使用了一种新型电烧烤炉，这 —220V 种烧烤炉可在电热丝烤肉串 的同时，由电动机带动肉串缓慢转动，简化 电路如图所示，其中电热丝R的电阻为 552,电动机的额定功率为22W,该烧烤 炉正常工作时，通过电热丝R的电流为 A,则电动机10min消耗的电能为 J,产生的热量 （选填 “大于”或“小于”)消耗的电能。参考答案 第十八章电功率 第1节电能电功 新知梳理 ①动内 千瓦时kW·h 焦耳3.6×105 ②一段时间内消耗的 电能差 ③其他形式的能 通电时间的长短 电流的大小电压的 高低W=UIi 课堂巩固 1.B2.A3.1.3 4.68×1054.172.8569.145.D6.167.20 8.0.108能20 课后提升 9.D10.CD11.化学1.872×10812.1：15：413.28224 14.解：闭合开关S,两电阻器并联，电流表A测量干路电流，电流表A,测 址通过风的电流，（由1一景得，电阻器R的电用R一号。 20n:(2)通过电阻器风的电流1一{-器1,2A,根据并联电路的电 流特点可知，电流表A的示数（即千路电流）I=I1+I2=0.3A十1.2A 1.5A;(3)整个电路工作10s消耗的电能W=U1t=6V×1.5A×10s 90J。 思维拓展 15.36.4700 40 第2节电功率 第1课时电功率的概念及简单计算 地 新知梳理 ①做功的快慢 时间w kw mW103105 ②P-W P=UI P 课堂巩固 1.C2.D3.D4.4×10°2×1025.56.1210367.B【点拨】 架 电功率的变化量△P≠A·a1.aP-发-发，电阻器的电阻R R △Ia 课后提升 8.B9.D10.3150.5[变式题]34.511.105~200.9 12.解：(1)由图可知，R1与R2并联，电流表A测R1支路的电流，电流表 A测干路电流，已知R1=202,电流表A1的示数为I1=0.2A,则R1两端 的电压为U1=I1R1=0.2AX20Ω=4V,根据并联电路电压规律可得，电 源电压为U=U1=4V;(2)闭合开关S,电流表A的示数为I=1A,则通 过R2的电流为I2=I一I1=1A一0.2A=0.8A,R2两端的电压为U2=U =4V,则R2的功率为P2=U2I2=4V×0.8A=3.2W;(3)电路工作 线100s消耗的电能为W=U1=4V×1A×100s=400J。 思维拓展 13.3.60.9 第2课时额定功率与实际功率 新知梳理 ①正常工作 实际工作 额定电压实际电压 81=号 R-号 课堂巩固 1.D2.D3.1100不变4.D 5.电流表电压表 小灯泡两端的 电压通过小灯泡的电流P=UI 伏安法 6.甲乙 甲 第1页（共24页） 课后提升 7.D8.B9.BD10.串16111.解：(1)小灯泡的额定电压是6V, 额定功率是3W,由P=U1得，小灯泡的额定电流：1一六=6V P=3W= 0.5A;(2)小灯泡正常发光时电路中的电流：I=1I,=0.5A,滑动变阻器两 端的电压：U=U总一U=8V一6V=2V,由欧姆定律得，滑动变阻器R 接入电路的阻值：R= U2V 了=0.5A=4Q:(3)由欧姆定律得，小灯泡的电阻： R- 光=。12Q,当电压表示数为3V时，小灯泡两端的电压为3 P-尽得，此时小灯泡的实际功率：P=〉=3Y=0.75W R.12Ω 微专题方程组问题 1.3:22.2.43.101.25 小专题一灯泡的亮度问题 1.D2.D3.B4.C5.123(1)0.5甲1.50.757.5(2)3 乙0.253.756.C7.CD 小专题二电功率的比值问题 1.保温1：192.25：183.16：94.2：35.1：46.2：37.1：2 第3节跨学科实践：为家庭节约用电提建议 1.3月份的用电量最低2.112.82.40.221.22.51.23.3.92 ×1054.(1)减少通电时间(3)减小用电器的电功率485.A6.5.6 第4节焦耳定律 新知梳理 ①内U形管中液面高度的变化电流大小②二次方电阻通电 时间Q=IRtQ=W 课堂巩固 1.A2.(1)高度差转换法(2)电阻左(3)不相等能3.5000 4.43005.D6.A 课后提升 7.D8.4:33:49.3.3×105电视机后盖的散热孔10.解：(1)由 图可知，当只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，电流表测量通过R,的 电流，由1一可知，R两端的电压：U1=R=0.2A×30Q=6V,则电 源电压：U=U1=6V;(2)当闭合开关S、S1时，R1、R2并联，电流表测量干 路的总电流，根据并联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2=I一= 0.5A一0.2A=0.3A,根据并联电路的电压特点可知，R2两端的电压U2 -U=6V,由1-发可知，R的电阻：R-号--20n:(3)当闭合 开关S、S时，1min内电流通过R2产生的热量：Q=W2=U2I2t=6V× 0.3A×1×60s=108J。 思维拓展 11.41.32×104小于 小专题三多挡位用电器 1.D2.速热4503.211005064.0.882205.解：由电路图可 知，当开关S闭合、S2断开时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可 知，此时电路中的总电阻最大，由P一？可知，电路的总功率最小，电煮锅 处于低温挡；当开关S、S2都闭合时，只有R1工作，电路中的总电阻最小， 由P-紧可知，电路的总功率最大，电煮锅处于高温挡。(1)由P-发可 知，R的阻值：R三P=80W48.40:(2)-个标准大气压下，水 的沸点是100℃，水吸收的热量：Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)× 2kg×(100℃-20℃)-6,72X10J:3)由7器可知，电煮锅消耗的电 能：W-2-6720】-8.4X10J,由P-罗可知，加热需要的时间4 80% w_8.4X10J=840s。 6.解：(1)由表中数据可知，电煮锅处于中 P高湿1000W 第2页（共24页) 温挡正常工作时的电功率为1100W,由P=UI可得，电路中的电流大小 为1中-125A:2)由图乙可知，当只闭合$时，电路中职有 R工作，电路中总电阻较小，为中温挡，由I一晨可得，R,的阻值为尽 题=220Y=442:当开关S断开，S,接A时，R和R串联，电路中总 I中5A 申贸明中鼎申‘膨血三d甲·409s4素f申州抑‘尉骤到乐￥售申 阻为R,一-部-，由中联电路的电须特友可得.尺的阻 值为R2=R串一R1=882一442=442；(3)汤汁吸收的热量为Q吸= c汤m△1=4×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-20℃)=9.6×105J,由7 =警可得，消耗的电能为w==96X0」=1,2X10°，此次工作高 W 7 80% 温挡的实际功率为P实-W-12X10】-2000W。 t600s 小专题四电学图像问题 1.D2.D3.D4.31:25.C6.BC 小专题五动态电路分析 1.B2.D3.64.C5.D6.BD 小专题六有关极值和取值范围的计算 1.D2.1211:33.解：(1)由P=U1知，灯泡L正常工作时的电流为 4一是-Y=0.5A:(2)当只闭合开关$，S,时，电路中只有灯泡L工 作，由于灯泡L正常发光，所以电源电压等于灯泡L两端的电压，即U= U.=10V,当只闭合开关S、S2接1时，电路中只有R工作，且整个电阻丝 都接人电路，R=20Q,R在100s内产生的热量为Q=w=1=10) =R=200 ×100s=500J;(3)当开关S、S闭合，S2接2时，灯泡L与R并联，R接入 电路的阻值最小，由并联电路特点知，此时电路的总电阻最小，根据P一只 知，点功率最大，该电路的最大功率为Px-爱+P.=40+5w 2 10Ω 15W。4.解：(1)当只闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P在最右端 时，定值电阻R,与滑动变阻器R2串联，电压表测R1两端电压，电流表测 U U 电路中的电流，电流表的示数为1一反。R十R,电压表的示数为U一 R三RKR,当闭合开关S和S,断开开关S,滑动变阻器R,的滑片 P在最左端时，定值电阻R1与定值电阻R3并联，电压表测电源电压，电流 U := 表测R中的电流，电流表示数为=名，则1：1'一R十R“尽， 尽：R,十R,)=3:28,则滑动变阻器R的最大阻值为R-R,-亨× 122=1002;(2)当只闭合开关S2,滑动变阻器R2的滑片P在最左端时， 定值电阻R1与定值电阻R3串联，电压表测R1两端电压，电流表未接入电 路，电路中的电流为R启R十R由1一晨得，电压表的示数为U U U =R期心：=·深-是提 URI ,120+R。=9:14,解得R=602:(3)由定值电阻R的规格可知，通 122+1002 过电路的电流最大为1A,如果电压表与R并联，侧由1是得，R两端 的最大电压为U最大=1最大R=1A×122=12V,即电压表的最大示数为 12V,小于电压表示数变化范围的最大值15V,故假设不成立，所以电压 表应该接在滑动变阻器R2的两端，即与R2并联；由题意可知，当电压表示 数为6V时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时电路中的电流最大为 1大=1A,由I一是可得，此时R两端的电压为U,=1默R,=1AX12n 第3页（共24页）