第十五章  第12课时  跨学科实践——用电能表测电功率-【课时提优计划作业本】2025-2026学年新教材九年级物理下册（苏科版）

课时提优计划作业本物理九年级下册（SK版)))》 第12课时跨学科实践一用电能表测电功率 知识导引 1.家用电器电功率的测量（以电热水壶为例）. (1)实验原理是 (2)需要的器材是 和 (3)测量方法 ①断开所有用电器的开关，直至 ②闭合电热水壶的开关，让其正常工作，数出电子式电能表的指示灯在3min内闪烁 的次数n. (4)计算出电热水壶在3min内消耗的电能和它的电功率， 2.根据W=Pt可知，节约用电的两种方法：一是通过减少通电 来减少电能的消 耗；二是通过减小用电器的 来减少电能的消耗. 课堂作业 1.在“对家庭用电的调查研究”的综合实践活动中，小明观察到他家电能表上标有“220V 10(40)A”和“3200imp/(kW·h)”等参数.他还发现电能表指示灯闪烁时快时慢，测得 快闪时2min内闪了27次，慢闪时2min内闪了3次.检查用电器的工作情况，发现除了 电冰箱在工作（间断工作），还有其他用电器（如空调、机顶盒等）处于待机状态，小明家用 电器的总功率最大不能超过 W,电冰箱工作时的功率是 W.根据小明 的发现，给测家用电器实际功率的同学提一条建议： 2.学校开展“我为节能献一计”活动，小明和小亮想探究影响电热水壶电热转化效率的因 素.他们先提出两点猜想，猜想1：与电热水壶的功率有关；猜想2：与被加热的水的质量 有关.然后在家中进行实验探究. (1)关于电热水壶消耗电能的测量，小明只将电热水壶接入电路中工作，用电能表直接测 量；因为家中只有一只电能表，小亮用秒表测出烧水时间，再用额定功率与时间相乘 求得电能.正确的测量方法是 的方法. (2)为了探究猜想1，应该保持 定，选用功率不同的电热水壶，进行 实验.为了探究猜想2，小明设计了2个方案。 A方案：用一个电热水壶先后三次加热不同质量的水，直至水烧开 B方案：用三个相同的电热水壶同时加热不同质量的水，直至水烧开 小亮认为A方案可行，但实验时要注意 你认为B方案是否可行？并说明理由： 44》 第十五章电功和电热 (3)按照正确的方案进行实验，数据如下表所示. 实验 电热水壶 水的质 水的初温 水的末温 消耗的电能 水吸收的热 电热转化 序号 的功率/W 量/kg /℃ /℃ /(×105J) 量/(×103J) 效率/% 1 800 1 25 99 3.731 3.108 83.3 2 800 0.6 25.5 99.5 2.285 1.865 81.6 3 800 0.3 25 99 1.171 0.932 79.6 4 1000 1 24 99 3.604 3.150 87.4 1200 1 24.5 99 3.354 3.129 93.3 第1、2、3组数据表明：电热水壶的功率相同时，被加热的水的质量越大，电热转化效率 越 第1、4、5组数据表明： (4)结合以上结论，请你对电热水壶的使用提出一些建议： 3.冬天，小峰想做一个电热保温箱帮奶奶酿甜酒.他找到了两根电热丝R1和R2、一个电功 率计量插座（如图甲所示），电功率计量插座可为用电器提供220V的电压，同时可测出 用电器的功率.小峰进行一系列的测试和设计.第一步：如图乙所示，小峰把一根电热丝 R1用导线接入电功率计量插座，闭合开关，电功率计量插座的示数为88W;第二步：小 峰把另一根电热丝R2以某种方式连入图乙电路后，闭合开关，电功率计量插座的示数为 264W. 220V 000 电功率计量插座 R W 甲 乙 (1)求R1的阻值， (2)图乙电路中通电10min,求电热丝R1消耗的电能. (3)求R2的阻值 (4)小峰在图丙中用电热丝R和R2设计了一个有高、中、低三挡位的电加热器，高、中两 挡的功率之比为3：2，请把R、R2、开关S的电路元件符号填在适当的位置，并简述 各挡位的开关闭合情况. 《45 课时提优计划作业本物理九年级下册（SK版)))) 课后作业 4.小明利用电能表测某家用电器的电功率.当电路中只有这个用电器工作时，测得15min 内消耗的电能为0.5kW·h,则这个用电器可能是 () A.电热水器 B.电冰箱 C.电脑 D.日光灯 5.小玲家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，按照每度电0.5元的计费标 准，将这三个用电器正常工作1h产生的电费绘制成了如图所示的柱状图.则下列四个 选项中判断正确的是 () 电费/元 0.8 0.7 8 0.1 0 电烤箱电饭锅电视机 A.在这三个用电器中，电烤箱正常工作时的电压最高 B.在这三个用电器中，电视机正常工作时的电压最低 C.正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流 D.在一个月内，小玲家电烤箱正常工作产生的电费一定比电饭锅正常工作产生的电 费多 6.(2024·兰州)小亮用电热水壶将质量为1.5kg、初温为20℃的水加热到80℃，在只有 电热水壶工作的情况下，他观察到家中标有“1200imp/(kW·h)”字样的电能表的指示 灯在240s内闪烁了144次，已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃). (1)求水吸收的热量 (2)求电热水壶的实际功率. (3)求电热水壶的工作效率. 7.课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示.已知电源电压恒为220V,R。是 阻值为552的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计. (1)闭合开关S后，求电路中的电流： 0220V0 B (2)求通电100s电热丝R产生的热量. (3)老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱的电功 率降至P。,小组成员想出了两种方法改进电路。 电热箱箱体 方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝R4· 46 第十五章电功和电热 方法二：在图中B点处串联接人一根电热丝RB 老师发现这两种改进方法都可以使电热箱的电功率为P。,小组成员在这两种改进电 路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果分别为U1和U2,U1>U2, U2=165V,但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法.请根据上述信息判断 哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值. 8.学习了家庭电路的知识后，小明在家中进行“对家庭用电的调查研究”综合实践活动 (1)观察供电箱时看到如图甲所示的情景，其中的A为 (选填“漏电保 护断路器”或“空气断路器”).当有人因操作失误而触电或用电器漏电时， (选填“A”“B”或“A和B都”)能自动断开， kW.h 05647□8 电子式单相电能表 220V10(40)A50Hz 1600imp/kWh)○ 指示灯 甲 丙 丁 (2)观察厨房中的电器时，妈妈告诉他，以前电饭锅不用时要将插头从插座上拔下来，既 不方便也容易损坏插座；后来电工师傅改进了线路连接，只要拨动开关就可以断开电 路了.小明仔细观察了如图乙所示的插座后，很快就在纸上画出了如图丙所示的插座 背面接线示意图，则图丙中最上面的一根线应该是 (选填“火”或“零”)线，两 线插座与三线插座是 联的. (3)小明上网查阅资料得知：一般情况下空调制冷时调高2℃，虽然人体并不会感觉很明 显，但对空调来说，平均可节省近10%的电能.为了验证这种说法的可靠性，小明进行 了测算.请你填写实验步骤中空缺的内容： ① ②打开空调，将制冷温度设定为25℃，待其正常工作后，数出电子式电能表的指示灯 在3min内闪烁的次数： ③将制冷温度调高2℃，待其正常工作后，数出电子式电能表的指示灯在3min内闪 烁的次数： ④计算并分析比较，得出结论，其中计算空调每次正常工作消耗的电能时，要用到如 图丁所示的电能表表盘上“”这一参数 《47用解析：(1)根据电能表上的“220V10A”字样、保险丝的 熔断电流和P=I可知，该电路所能承受的最大功率为 2200W,然后将其与电路中所有用电器的功率之和进行比 较.(2)要考虑电路中所有电路元件的安全，由于在电路中增 加用电器会增大干路中的电流，故应根据电路中所有用电器 的功率之和去确定电能表和保险丝及电线的规格，若过小就 要更换更大的规格 第12课时跨学科实践一用电能表测电功率 知识导引 1.(1)P=W (2)电能表秒表(3)①电子式电能表的指 示灯停止闪烁2.时间电功率 课堂作业 1.8800225在测量某家用电器的实际功率时，关闭其他 用电器解析：参数“220V10(40)A”中，“220V”是指电能 表的工作电压，“40A”是指电能表能长期工作时允许通过的 最大电流，所以小明家用电器的最大总电功率P最大=UI最大三 220V×40A=8800W:“3200imp/(kW·h)”是指电路中每 消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁3200次，指示灯闪 得快时，2min内闪了27次，闪得慢时，2min内闪了3次，则 电冰箱单独工作时，2in内指示灯闪烁24次，则电冰箱单独 工作2min清耗的电能W=升=3200pw·5 24 imp 、40kw·h=2.7X10J,电冰箱的实际功率P==】 2710」=225w.(3)小明发现，在电冰箱不工作时，电能 2×60s 表的指示灯仍在闪烁，说明有其他用电器在工作，所以建议在 测量某家用电器的实际功率时，应关闭其他用电器 2.(1)小明(2)被加热的水的质量控制水壶和水的初温 相同不可行，仅有一只电能表，无法分别测出同时工作的三 个电热水壶消耗的电能(3)高被加热的水的质量相同时， 电热水壶的功率越大，电热转化效率越高(4)使用功率较大 的电热水壶或加热质量较大的水可以提高电热转化效率 解析：(1)断开家中其他用电器，仅让电热水壶工作，利用电能 表可以直接、准确地测出电热水壶消耗的电能；而电热水壶工 作时的实际功率和额定功率不一定相等，不能用额定功率与 时间相乘求出消耗的电能，故正确的测量方法是小明的方法， (2)探究电热水壶电热转化效率与电热水壶的功率的关系时， 应保持被加热的水的质量一定，选用功率不同的电热水壶进 行实验；探究电热水壶电热转化效率与被加热的水的质量的 关系时，应该改变被加热的水的质量，控制电热水壶的功率相 同，用同一个电热水壶先后加热水时要注意水壶和水的初温 应该相同：仅有一只电能表，无法分别测出同时工作的三个电 热水壶消耗的电能，故B方案不可行.(3)由第1、2、3组数据 可知，电热水壶的功率相同时，被加热的水的质量越大，电热 转化效率越高：由第1、4、5组数据可知，被加热的水的质量相 同时，电热水壶的功率越大，电热转化效率越高.(4)由(3)的 结论可知，使用功率较大的电热水壶或加热质量较大的水可 以提高电热转化效率。 3(1R,-g-2g8=50n(2)w=P1=8w× 课时提优计划作业本·孩 2 10×60s=5.28×104J(3)P2=P-P1=264W-88W= U2_(220V)2 176w,R-户=760=2750（4)如图所示S断 开，S接a时，电加热器处于低温挡：S闭合，S断开时，电加热 器处于中温挡；S闭合，S接b时，电加热器处于高温挡 220V 解折，1)R的阻值R-片- =5502.(2)通电 10min,电热丝R消耗的电能W=P1t=88W×10×60s= 5.28×104J.(3)小峰把另一根电热丝R2以某种方式连入题 图乙电路后，闭合开关，电功率计量插座的示数为264W,若 RR串联，则电路的总电阻变大，根据P发可知，电路的 功率减小，不符合题意，则R、R并联，所以R的电功率P2= PR=28W-8W=16WR的值R片-” 2752.(4)R1、R2并联时，电路的总功率最大，电加热器处于 高温挡：R1、R2串联时，电路的总功率最小，电加热器处于低 温挡：只有一个电阻工作时，电加热器处于中温挡；由于 P:P2=264W:176W=3:2,符合高、中两挡的功率之比为 3:2,所以中温挡时电路为R2的简单电路，如答图所示.由此 可知，S断开，S接a时，电加热器处于低温挡：S闭合，S断 开时，电加热器处于中温挡：S闭合，S接b时，电加热器处于 高温挡. 课后作业 4A解析：根据题意可知，该用电器的功率P= t 0.5kW·h=2kw=2000W,四个家用电器中功率能达到 2000W的只有电热水器. 5.C解析：这三个用电器正常工作时的电压即额定电压都 为220V,故这三个用电器正常工作时的电压一样大，A、B错 误；由题图可知，这三个用电器正常工作1h产生的电费从高 到低依次为电烤箱、电饭锅、电视机，而电费单价是相同的，故 它们消耗的电能的大小关系为W电烤箱>W电饭锅>W电视机，根据 P=W可知，这三个用电器的额定功率的大小关系为P电烤箱> P电饭锅>P电视机，再由P=UI可得，通过这三个用电器的电流 的大小关系为I电烤箱>I电饭锅>I电视机，C正确；虽然P电烤箱> P电饭蜗，但由于一个月内电烤箱和电饭锅的实际工作时间未 知，故无法判断电烤箱和电饭锅实际消耗的电能，也就无法比 较它们正常工作时产生电费的多少，D错误 6.(1)Q级=c水m△=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kgX 144 imp (80℃-20℃)=3.78X10J(2)W=1200mp/w·b 0.12kw.h=0.12×3.6×10°J=4.32×10J,P=W= 理·九年级下册(SK版) 1 2%0=180w（807-告×10%=388X 240s 100%=87.5%解析：(1)水吸收的热量Q吸=c水m△1 4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(80℃-20℃)=3.78× 10J.(2)“1200imp/(kW·h)”表示的是电路中每消耗 1kW·h的电能，电能表的指示灯闪烁1200次，指示灯闪烁 144 imp 144次消耗的电能W=1200mp/iw,D=0.12X3.6× 10J=4.32×105J,1=240s,电热水壶的实际功率P=W 432010」-180w.(3)电热水壶的工作效率)=票× 240s 100%=378X10J 432×10X100%=87.5%. 7.(A (2Q-FR(AX5X 100s=8.8×104J(3)两种方法的电路简图如下所示，方 法一中的电热箱的功率PA=(R。十RA),方法二中的电热 箱的功率PB=R。,因为两种方法中的电热箱的功率相等， 即I(R十R)=IRo,则IA<IB,由W=Ut可得，方法一更 节能.因为I<IB,R。为定值电阻，故方法一中R。两端的电 压UM小于方法二中R。两端的电压UB,因为电源电压保持 不变，则R两端的电压大于RB两端的电压，即UA>UB,则 LUB=U2=165V,方法二中R两端的电压UB=U一U2= 220V-165V=55V,电热箱的电功率P=P=U) Ro 部=5，方法-中电路电流4=号-兴 552 0.25A,R。两端的电压UM=IR。=0.25A×55= 35V,电热丝R的阻值R三少=U与0 IA 20V-13.75V=825n 0.25A R R Ro 方法一 方法二 解析：(1)由题图可知，电路为R。的简单电路，开关S闭合后， 电路中的电流1一名-需}-4A(②通电100s电热丝R 产生的热量Q=PRt=(4A)2×552×100s=8.8×104J. (3)见答案 8.(1)漏电保护断路器A(2)零并(3)①断开家中所 有用电器的开关，直至电能表指示灯停止闪烁 ④1600imp/(kW·h)解析：(1)由题图甲可知，A中没有开 关且位于干路，A为漏电保护断路器；当有人因操作失误而触 电或用电器漏电时，A会自动断开电路.(2)题图丙中插座上 有开关，开关接线柱接的是火线，则最上面的一根线应该是零 线：接两线插座与三线插座的用电器可以独立工作、互不影 响，则两线插座与三线插座是并联的.(3)①利用电能表和秒 表测量空调的电功率时，应先断开家中所有用电器的开关，直 至电能表指示灯停止闪烁，实验时只让空调工作.④数出电子 式电能表的指示灯在3min内闪烁的次数，根据电能表参数 “1600mp/(kW·h)”求出消耗的电能 课时提优计划作业本·物 ·2 专题一特殊方法测小灯泡的电功率 类型一： 1.2.5V 2.5VX(1-25Y)解析：闭合开关S,L与R Ro Ro 并联后和Rp串联，电流表A1测通过R。的电流，电流表A 测电路的总电流，小灯泡正常发光时，R。两端的电压U。= U额=2.5V,故应调节滑动变阻器使电流表A1的示数为 2.5V R。 此时电流表A。的示数为I,则小灯泡的额定电流I额= I-2.5V Ro ，小灯泡的额定功率P额=U额I额=2.5V× 2.5v R。 2.(1)100.9(2)ABD解析：(1)在第1步中，仅闭合S1, R2调至5时，R2与L串联，电路中的电流为0.3A,即通过 小灯泡的电流I=I额=0.3A,小灯泡正常发光，电路中的总 电阻R=R2+R:在第2步中，仅闭合S2时，R与R2串联， 当电路中的电流仍为0.3A时，电路中的总电阻R:'=R2′十 R1:由欧姆定律可知，在电源电压恒定时，两个电路中的电流 相等，则两个电路中的总电阻相等，即R益=R总'，由此可得 5Q十R.=92十62，则小灯泡正常发光时的电阻R.=102, 小灯泡的额定功率P额=IR.=(0.3A)2×10=0.9W. (2)只要能测出小灯泡正常发光时的电阻，就可利用公式 P额=R.求得小灯泡的额定功率.选项A中，先仅闭合S2, R1与R2串联，分别调节两个电阻箱，使电流表的示数为 0.3A,读出两个电阻箱的阻值分别为R1和R2,再仅闭合S1, L与R串联，调节R2,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正 常发光，读出电阻箱R的阻值为R',则小灯泡正常发光时的 电阻R=R1十R2一R2',A符合题意；选项B中，将R2换成适 当规格的滑动变阻器，先仅闭合S,L与滑动变阻器串联，调 节滑动变阻器，使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发光， 再仅闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节R1,使电 流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱的阻值为R1,则小灯泡正 常发光时的电阻R.=R,B符合题意：选项C中，将R2换成 导线，先仅闭合S,电路为小灯泡L的简单电路，电路中的电 流大小不一定刚好为0.3A,故不能确保小灯泡正常发光，C 不符合题意：选项D中，将R1换成导线，先仅闭合S时，L与 R2串联，调节R2,使电流表的示数为0.3A,则小灯泡正常发 光，读出电阻箱的阻值为R2,再仅闭合S时，电路为R的简 单电路，调节R2,使电流表的示数仍为0.3A,读出电阻箱的 阻值为R2',则小灯泡正常发光时的电阻R=R2'一R2,D符 合题意， 3.②滑片的位置电阻箱电流表示数为I额③颜(R,十 R2一R1)解析：将开关接a,小灯泡L与滑动变阻器、电阻箱 串联，移动滑动变阻器的滑片P至某一位置，调节电阻箱，直 至电流表示数为I额，此时小灯泡正常发光，设小灯泡电阻为 R.,电阻箱的示数为R1,则电源电压U=I额R指十I颜R1十 I瓢R.I;将开关接b,此时R,与滑动变阻器、电阻箱串联， 保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，直至电流表示 数为I额，此时灯泡仍正常发光，电阻箱的示数为R,则电源电 理·九年级下册(SK版)