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）山西专版

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. 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 第十八章电功率9 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, 0.00 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-U,Q-4: 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=IPRt。 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 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 ) 10物理Ⅱ九年级下册 焦耳定律 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。 (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R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、R3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 () 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.R,的电阻大于R2的电阻 B.通过R1的电流大于通过R2的电流 C.R1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,R、R2产生的热量之比 Q1:Q2= 9.(2025·重庆)某款家用全自动中药电煎药 壶加热挡的额定功率为400W,正常加热 1min产生的热量是 J,加热电阻的 阻值是 2。 [变式题]若使某额定电压为220V,内部电 热丝阻值为442的电热水器正常工作并产 生8.8×104J的热量，则需要 10.如图所示的电路中，电源电压保持不变，定 值电阻R,=302,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。 R 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。 第十八章电功率11参考答案 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3.6×106 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=UIt 课堂巩固 1.A2.A3.1.34.68×1064.172.8569.145.D6.167.20 8.0.045能6 课后提升 9.D10.C11.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测量通 过R的电流，1由1景得，电阻器R的电阻风-产 =20n; 弥 (2通过电阻容R的电流人是-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=11十12=0.3A+1.2A=1.5A; 躲 (3)整个电路工作10s消耗的电能W=UIt=6V×1.5A×10s=90J。 思维拓展 15.1603.36×10 70% 第2节电功率 第1课时电功率的概念及简单计算 新知梳理 ①做功的快慢 时间w kw mW1o310gP=W P=UI 地 P装 课堂巩固 1.C2.B3.D 4.4×1092×10125.56.0.0561407.B【点 封 拨】电功率的变化量△P≠△U·△1，△P=_U R一R,电阻R= △I 课后提升 8.B9.D10.变大变大11.甲乙电热水壶的电功率大，烧水快 为 12.90.981013.解：由图可知，闭合开关S时，R1和R2并联，R1和 R2两端的电压等于电源电压，电流表A1测量R所在支路的电流，电流表 A测量干路的电流。（①根据1辰和并联电路中电压特点可知，电源电压 为U=U1=IR1=0.4A×15=6V;(2)根据并联电路中电流特点可知， 通过R2的电流为I2=I-I1=0.7A一0.4A=0.3A,R1和R2并联，R 和R两端的电压等于电源电压，山1是得，电阻器R的电阻为足=号 6V 线 0.3A =202;(3)闭合开关时，该电路的总功率为P=UI=6V×0.7A =4.2W 思维拓展 14.3.60.9 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 ®1=是R- 课堂巩固 1.D2.D3.1100不变4.D5.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 甲 第1页（共24页） 课后提升 7.D8.B9.B10.串16111.解：(1)小灯泡的额定电压是6V,额 定功率是3w,由P=U得，小灯泡的额定电流：号=V=0.5A: (2)小灯泡正常发光时电路中的电流：I=I1=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接人电 路的阻值：R=号=。2A三40：(3)由欧姆定律得，小灯泡的电阻：R宇 =6y=12n,当电压表示数为3V时，小灯泡两端的电压为3V,由 I0.5A P尽得，此时小灯泡的实际功率：P生二2=3V2=0.75W R 122 微专题 1.3：22.2.43.101.25 小专题一灯泡的亮度问题 1.D2.小明的猜想是正确的；理由：两只灯泡串联在电路中时，总电阻比 一只灯泡的电阻大，且电源电压不变，由P-尺可知，两只灯泡串联时总功 率比一只灯泡的实际功率小，亮度更暗。3.D4.B5.D6.123 (1)0.5甲1.50.757.5(2)3乙0.253.757.C8.D 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.D8.4:33:49.24000121[变式题]8010.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R1的电 可知，R,两端的电压：U,=IR=0.2A×30Q=6V 电压：U=U1=6V;(2)当闭合开关S、S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I1= 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=R 可知，R的电阻：R=号-03A=20n:3)当闭合 U2=6V 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.C3.211005064.0.882205.解：(1)热水箱中的水由 70℃加热到100℃所吸收的热量：Q吸=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)× 1kg×(100℃-70℃)=1.26×105J;(2)当开关S1闭合，开关S2接b时， 电热丝R工作，电路中的总电阻最小，根据P一 率最大，电路处于加热挡，已知加热功率为1210W,则电热丝R2的阻值： Rg=0400,当开关S闭合，开关5接a时，电热丝R和 ®串联，电路中的总电阻最大，根据P一？可知，电功率最小，电路处于保 、温挡，此时电路中的总电阻：R一号=200=242Q,由串联电路电阻 规律得，电热丝R的阻值：R1=R总一R2=2422一402=2022；(3)饮水 机处于加热挡时，电热丝R2工作50s产生的热量：Q=W=P加t=1210W ×50s=6.05×104J。6.解：(1)由表中数据可知，电煮锅处于中温挡正 常工作时的电功率为1100W,由P=UI可得，电路中的电流大小为I中= 第2页（共24页） P中=1100W=5A:(2)由图乙可知，当只闭合S时，电路中只有R工 U额220V 无三华㔉的明Y‘影地=1甲“持中乐Ψ裤围申贸中器电‘勘 20y=44n:当开关S断开，S,接A时，R和R串联，电路中总电阻最 5A 大，为低温指，此时电功率为50W,由P-发可得，电路中的总电阻为R 一0。（2三88Q,由串联电路的电阻特点可得，R。的阻值为R○ P低 R串一R1=882一442=442；(3)汤汁吸收的热量为Q吸=c汤m△t=4× Q题可得，消 103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-20℃)=9.6×10J,由7= 耗的电能为w=Q=96X0】=1.2×10J,此次工作高温挡的实际功 80% 率为P类-W=1.2X10」=20w. 600s 小专题四电学图像问题 1.D2.D3.D4.31:25.C6.D 小专题五动态电路分析 1.B2.D3.64.C5.D6.D 小专题六有关极值和取值范围的计算 1.C2.1211:33.解：(1)由P=U1知，灯泡L正常工作时的电流为 是=，Y=0.5A:(2)当只闭合开关S,S,时，电路中只有灯泡工 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= UL=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 (10V)2 都接人电路，R=20Q,R在100s内产生的热量为Q=W=31=号 200 ×100s=500J;(3)当开关S、S闭合，S接2时，灯泡L与R并联，R接人电 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发知，总 U 至最大，该电路的最大功率为P大尺十P一00十5W5W。 4.解：(1)当闭合开关S、S,断开S2,滑动变阻器滑片移到中点时，小灯泡 正常发光，此时灯泡和滑动变阻器串联，灯泡两端的电压为U=2.5V,根 据图乙知，此时电路中的电流为0.5A,根据欧姆定律知，滑动变阻器两端 的电压为U1=1L×2R:=0.5A×号×200=5V,则电源电压为U=U, +U=2.5V+5V=7.5V;(2)当闭合开关S、S,断开S2,调节滑动变阻 器滑片使R1的阻值为15Ω，此时灯泡和滑动变阻器串联，根据图乙，结合 串联电路特点可知，此时电路中的电流为=0.4A,灯泡两端的电压为 UL'=1.5V,此时小灯泡的功率为P=U''=1.5V×0.4A=0.6W; (3)当闭合开关S、S2,断开S1,此时R2和滑动变阻器R1串联，R1的功率 U 为P=IPR:=(R+R)R'R-R) 一，分析上式可知，当R R +4R2 =R,=15n时，R,的功率最大，R的最大功率为PRR)十4R U R ←水=0.9375w。5.D6,解：由电路图可知，闭合开关 定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量R。两端的电压，电流表测量电路 中的电流。(1)闭合开关S,电压表的示数为10V,此时通过R。的电流I。 ==10V=0.5A:(2)R两端的电压Up=U-U。=18V-10V=8V, R。202 通过R的电流Ip=I。=0.5A,此时R消耗的电功率P=UpIp=8V× 0.5A=4W;(3)当电路中电压表的指针达到满偏时，为15V,此时电流表 的示数长=0,5A,此时电路中的电流超过了电流表的测量范 围，电路不安全，所以电压表的指针不能达到满偏；当电路中电流表的指针 达到满偏时，为电路中最大安全电流，即=0.6A,由欧姆定律得，此时电 压表的示数U1=I1R。=0.6A×20=12V,此时电压表的示数未超过最 第3页（共24页）