第18章 第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议-2025-2026学年九年级下册物理同步辅导（人教版）

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，我 们要从身边的点点滴滴做起，注意节约用电。 你的家中有没有浪费电的现象？请你了解家中 的用电情况并提出节约用电的建议。 [项目分析] 要节约用电，首先要了解家中的用电情况， 然后才能提出有针对性的建议。 [项目实施] 1.调查家中的用电情况。 1.小林同学记录家里一周内的用电情况，如图 18一3一1所示。根据图中数据，下列说法中正 确的是( ) ↑电能/W·h) 图例 3 白天 傍晚 ·夜晚 周一周二周三周四周五周六周日时间 图18-3-1 A.周一白天用电比傍晚多 B.周四夜晚用电比周五傍晚用电多 C.每天的用电高峰在傍晚 D.周三傍晚用电2kW·h 2.为了响应“全民动员共建节能型社会”的号召， 小吉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 3.下列节约用电的做法不合理的是( A.不能使用大功率的家用电器 为家庭节约用电提建议 知识梳理 2.了解用电器的耗电情况。 3.提出节电建议。 4.评估节电建议的效果。 [展示交流] 把家中的用电情况、节电建议以及实施效 果整理后分享给其他同学，看看哪些同学的节 电措施更全面、更有效。汇总同学们的发现、改 进建议，形成一份综合性研究报告，共同为家庭 提供实用的节电建议。 基础过关 B.使用节能灯代替白炽灯 C.用太阳能热水器代替电热水器 D.随手关灯，不开无人灯 4.我国正在建设资源节约型社会，节约用电是 我们每个公民的义务和责任。下表对不同用 电器各列出了一种省电方法和相应的省电原 理，请你补充完整( 电器名称 省电方法 省电原理 电风扇 不热的时候尽量不开 减少用电时间 电视机 尽量调低音量和亮度 减小工作电流 电灯 A.将灯泡换成功率小一些的；减少用电时间 B.将白炽灯换成节能灯；提高发光效率 C.将白炽灯换成节能灯；减少工作时间 D.光线不暗时尽量不开；提高发光效率 5.为了合理利用资源，减少能源消耗，国家积极 推广使用节能电器。根据我国的实际使用情 况，家用节能电器的额定电压为 V。 若以额定功率为25W的节能灯代替额定功 率为60W的普通照明灯，假设每天开灯4h, 则采用上述措施后，每盏灯每月（按30天计 算)能节约用电 kW·h。 6,实验小组的同学认为，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)不让用电器长期处于待机状态： (3)尽量使用节能灯。实验小组同学所在的 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计算，则该学校更换节能灯后 一天可节约用电 kW·h。 (4)换用能效更高的电器。空调的能效标识 将能效分为1~5五个等级，等级1表示 产品能耗最低，等级5表示产品能耗最 高。如图18一3一2所示为A、B两台家 能 1.如图18一3一3所示的是一种用来测量用电 器待机时是否耗电的电力监测仪器。现用其 对待机状态下的电视机进行测量，根据图中 电力监测仪显示屏显示的内容判断，此时测 量的是待机状态下电视机的( ) 3.6w ☐☐☐☐ 设置▲V确认 图18-3-3 A.电能B.电功率C.电阻D.电流 2.如今的很多家用电器都有待机功能，比如，电 视可以用遥控器关机而不必断开电源。这一 功能虽然给人们带来了方便，但用电器在待 机状态下仍有能耗。如表是小林家两台用电 器的数据统计。这两台用电器每天待机共耗 名 度，若能及时断开电源，他家每月可 以节约电费 元。（电价为0.5元/度， 用空调的能效标识。若每台空调一年平 均使用1000h,则使用一年空调A比空 调B节约的电能是 kW·h,这 些电能可供一盏电功率为40W的日光灯 正常工作 h。 由阅纯双顺识 中阅距双标保 能低 1等 毛能高 5 耗能高 5》5 能效比 3.20 能效比 260 输入功*（瓦） 1000 输入功率（瓦） 封容量 3200 制冷量 20 w 空调A 空调B 图18-3-2 (5)请你就具体用电情况为家庭节约用电再 提两点建议： 力提升 每月按30天计算) 每天平均待机 家用电器 待机功率PW 时间t/h 彩色电视 8 20 电热水器 10 20 3.我们经常听到这样一句广告词“变频空调一 晚只用一度电”，小吉和小林为验证这句广告 词是否正确，进行了以下讨论和调查研究： (1)首先他们觉得必须在安全的前提下使用 空调，根据我们日常使用空调的情况，下 列说法错误的是 (填字母)。 A.为了节约用电，夏天空调在制冷模式 下设置为26℃更合适 B.空调达到设置温度会停止工作，但它的 电功率不变 (2)小吉和小林经过讨论后，得出以下方案： ①从晚上8：00到第二天早上8：00，家里 只让一个空调独立工作； ②记录晚上8：00和第二天早上8：00 的 ③根据示数进行计算得出结论，知道了广 告词的真假。 (3)小吉和小林，知道空调是大功率用电器， 需要节约用电。他们查阅资料发现：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，本市实施分时电价，具体 方案如表所示： 用电时段 时段范围 电价 高峰期 第一天8：00~21：00 0.55元/kW·h 低谷期 21:00第二天8：00 0.30元/kW·h 小吉留心观察了一下自家电能表，分别记 录了他家第一天8：00、21：00和第二天 8:00这三个时刻的读数，如图18一3一4所 示。则他家这天应付电费 元。 2455246322467② 第一天8：00 第一天21：00 第二天8：00 图18-3-4 (4)通过讨论和调查研究，小吉和小林不仅对 空调有所了解，还提高了节约用电的意识。 4.为缓解用电高峰电力紧张的问题，降低居民 的用电费用，部分地区使用了分时电能表，电 1.【节约用电】下表为LED灯与节能灯的对比 数据，如果数据属实，将一个额定功率为 40W的节能灯替换成亮度相当的LED灯， 假设这盏灯日均工作10小时，通过计算说明 一年（以360天计算）可以节约用电 度。 LED灯 12W 18W 36W 相同亮度 节能灯 20W 30W 60W 2.【科学推理】小林家住某5层公寓楼中的4楼， 当他在1楼按下楼道灯开关，5盏“220V 12W”的楼道灯全部点亮，然后延时60s均 自动关闭。他正常每登一层楼所需时间为 12s。小林意识到楼道灯这样的工作方式有 些浪费电能，于是向物业管理部门提出改进 费价格如下： 原电表 项目 分时电表计费方法 计费方法 高峰期 低谷期 时间 全天 范围 8:00 21:00 21:00 次日8：00 单价/ 0.50 0.55 0.30 （元·度1) 小吉家每天要用电水壶将质量为5kg、初温 为20℃的水烧开（标准大气压下），c水= 4.2×103J/(kg·℃)。 (1)这些水被烧开需要吸收多少热量？ (2)使用分时电表后，小吉家选择在低谷期烧 水，若不计热量损失，仅此一项，1个月 (30天)比原来节省多少元电费？ 养发展 建议，改进电路如图 & 18-3-5,K为启动延 8 时开关，S为感应跳转 开关，K按下时S接通 触点1、2，S感应到人 到2楼，跳转至触点2、 个 0220V0 3,感应到人到3楼，跳 图18-3-5 转至触点3、4…跳转 后若20s内感应不到人，则K断开。 (1)按照原先楼道灯的工作方式，小林正常上楼 回家一次，楼道灯一共消耗电能 J。 (2)改进后的方案中，S跳转前后，通过启动 延时开关的电流大小 (选填“增 大”“减小”或“不变”)，小林正常上楼回家 一次，比原来节约电能 J。2.D点拨：由电路图可知，闭合开关S,两电 阻器并联，电流表A2测量干路电流、A1测 量通过电阻器R2的电流。由题知，电流表 指针偏转角度相同，因为并联电路干路中 的电流等于各支路电路电流之和，所以电 流表A2接的是大测量范围，A1接的是小 测量范围，因为大测量范围的分度值是小 测量范围的5倍，则当两电流表指针偏转 角度相同时，电流表A2、A,的示数之比为 5：1;设电流表A1的示数为I,则电流表 A2的示数为5I,根据并联电路的电流特点 可知，通过R1的电流为5I一I=4I,由于并 联电路各支路两端电压相等，根据P=U1 得，两电阻器R1、R2消耗的电功率之比 会-费-号板D正确。 3,C点拔：根据电功率的推导公式P=尽 知，在电路中电源电压相同的条件下，电路 中总电阻越大，则总功率越小。结合电阻 的特点，串联时总电阻最大，并联时总电阻 最小，即电路消耗的总功率由大到小的顺 序为丁、甲、乙、丙，故选C。 4.D 5.3L21:2 6.2.420 7.0.4525 8.(1)当灯泡两端的电压相等时，通过灯泡的 电流越大，灯泡越亮(2)2、4、7或3、5、8 (3)①灯泡的亮度与它两端电压和通过的 电流有关②灯泡的亮度取决于它两端的 电压与通过的电流的乘积的大小，乘积越 大，灯泡越亮 9.解：(1)由欧姆定律可知，通过发热电阻R 的电流： 1-0-288=2N (2)发热电阻R的电功率： P=UI=220V×2A=440W. (3)紫外线杀菌灯L工作100s消耗的电能： W=P.t=50W×100s=5000J。 【素养发展】 1.A点拔：该家用电器的电功率P=W t 1.2kW·h=1.2kw=1200W,家用空调 1h 的电功率在1000~3000W,液晶电视机和 电冰箱的电功率一般是100~200W,家用 电风扇的电功率一般是30一38W,所以电 功率是1200W的家用电器可能是家用空 调。故选A。 2.121010 3.解：根据公式1=君，可知快充充电桩工作 电流(1快= P快=200kW 800V =250A)远大于 做充充电粧充电电流4是一%一 31.8A)。如果充电线电阻相同，则电流越 大，导线发热越严重(P热=R)。因此在 导线材料、长度相同的前提下，使用更粗的 充电线可增大横截面积、减小电阻，从而降 低发热功率，避免线路过热引发安全事故， 保障充电安全与效率。 第3节跨学科实践： 为家庭节约用电提建议 【基础过关】 1.D 2.A点拨：不看电视时及时切断电源，减少 待机浪费的电能，而不是用遥控器关电视 机，故A符合题意；教室中的电灯，做到人 走灯灭，有利于节约用电，减少浪费，故B 不符合题意；夏天，如果天气不是很热就不 要开空调，即使开空调时温度也不宜过低， 若温度调得很低，不利于节约用电，故C不 符合题意；减少开启电冰箱门的次数，进入 冰箱内的热空气少，减少了冰箱的负荷，从 而节约电能，故D不符合题意。故选A。 3.A 4.B点拨：节约能源不是不用能源，而是尽 可能减少能源的浪费，提高能源的利用率。 将灯泡换成功率小一些的，根据P=UI可 知，省电原理是减小工作电流，故A不符合 题意；将白炽灯换成节能灯，节能灯将电能 几乎都转化为光能，省电原理是提高发光 效率，故B符合题意、C不符合题意；光线 不暗时尽量不开，原理是减少工作时间，故 D不符合题意。故选B。 5.2204.2 6.(1)减少用电时间(3)48(4)2305750 (5)用太阳能热水器代替电热水器夏天 空调温度不要调太低 【能力提升】 1.B 2.0.365.4 3.(1)B(2)②电能表示数(3)5.6 4.解：(1)根据吸热公式可知这些水吸收的 热量： Q吸=cm(t-to)=4.2×103J/(kg·℃)× 5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J。 (2)若不计热量损失，1个月消耗的电能： W=30×Q吸=30×1.68×10°J=5.04× 107J=14kW·h, 节约的电费： 14kW·h×(0.50-0.30)元/(kW·h)= 2.8元。 【素养发展】 1.57.6 2.(1)3600(2)不变2256点拨：(1)按照 原先楼道灯的工作方式，小林正常上楼回 家一次，楼道灯一共消耗的电能为： W=Pt=5×12W×60s=3600J。 (2)由题意可知，每盏灯的规格相同，它们都 能各自独立工作，工作时的电流是相同的； 一楼灯消耗的电能为： W1=Pt1=12W×12s=144J: 二楼灯消耗的电能为： W2=Pt2=12W×24s=288J: 三楼灯消耗的电能为： W3=Pt3=12W×24s=288J; 四楼灯消耗的电能为： W4=Pt4=12W×(12s+20s)=384J: 五楼灯消耗的电能为： W3=Pt5=12W×20s=240J; 消耗的总电能为： W'=W1+W2+W3+W4+W,=144J+ 288J+288J+384J+240J=1344J: 节约的电能为△W=W'一W=3600J一 1344J=2256J。 第4节焦耳定律 【基础过关】 1.D点拨：电饭锅主要将电能转化为内能， 利用了电流的热效应，故A不符合题意；电 热水器工作时主要把电能转化为内能，是 利用电流热效应工作的，故B不符合题意； 电炉工作时主要把电能转化为内能，是利 用电流热效应工作的，故C不符合题意；电 风扇工作时主要将电能转化为机械能，不