第十八章 第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议&第4节 焦耳定律（PDF部分书稿）-【鸿鹄志·名师测控】2026-2027学年九年级上册物理（人教版·新教材）广西专版

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.某实践小组成员对自己家2025年下半年的 用电情况进行了调研，并制作了家庭下半年 每月平均电费（电费单价不变）统计表（未画 出)。根据表中数据在图中绘制出“电 费—一月份”图像。分析图像可以获取的信 息是 (写出一条即可)。 十电费/元 100 0789101112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 彩电 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. 97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 2 待机功耗/(W/台) 10 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-天8：00~21：000.55元/(kW·h) 低谷期 21:00~第二天8：000.30元/(kW·h) 小华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-UQ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 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 焦耳定律 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，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 生的热量更多。 (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、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.(2026·河池期末)如图所 示，电热驱蚊器通电时，蚊香 片的温度升高，它是利用电 流的 来工作的；驱 蚊器的发热元器件是一个电阻为2420Ω的 电阻器，接在家庭电路中正常通电1h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 物理1九年级全册98 易错点】对非纯电阻电路热量计算理解有误 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 [变式题]某小电动机的电阻为5，接入 220V电路中通过的电流为6A,通电10min 消耗的电能W=UIt= J,产生 的热量Q=Rt= J,消耗的电 能 (选填“大于”“等于”或“小于”)产 生的热量。 课后提升Q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的阻值大于R2的阻值 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 11：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.小明观察电热水器铭牌，发现上面标有 “220V5500W"字样，则正常工作2min, 产生的热量为 J。 [变式题1]若使某额定电压为220V、内部 电热丝电阻为442的电热水器正常工作并 产生8.8×104J的热量，则需要 So [变式题2]小明了解到目前 S R2 市场上有一种可三挡调温的 电热水器，其内部结构如图 R o220V0 所示。电热丝R2=2202, R2>R1。电热水器处于中温挡工作100s, 产生的热量是8.8×104J,电热丝R1= 99第十八章电功率 Ω；家庭电路中的用电器使用时，若导 线相互连接处接触不良，容易造成该处电阻 变大，由焦耳定律可知，在一定时间内，此处 产生的热量 (选填“变多”“变少”或 “不变”)。 10.如图所示的电路中，电源电压保持不变，定 值电阻R1=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、S时，1min内电流通过 R2产生的热量。 思维拓展 11.(2026·南宁校级段考改编)如图是某家用 电暖器简化电路图。已知R<R2,电暖器 的部分参数如表所示。闭合开关S、S,则 电暖器以 挡工作；观察发现电暖器 的电源线比较粗，你认为原因是 额定电压 220V 低温挡950W 功率 中温挡1150W 选择 高温挡？W微专题5方程组问题 1.3:22.2.43.101.25 小专题十二灯泡的亮度问题 1.D2.D3.B4.D5.C6.123(1)0.5甲1.50.757.5 (2)3乙0.253.757.C8.乙7 小专题十三电功率的比值问题 1.串1：22.保温1：193.25：184.501：25.2：36.1：4 7.2:38.1:2 第3节跨学科实践：为家庭节约用电提建议 1.9月份的用电量最低2.112.82.40.221.22.51.23.3.92 ×104.(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=PRtQ=W 课堂巩固 1.A2.(1)高度差转换法(2)电阻右(3)不相等能3.热效应 7.2×1044.43005.D6.A[变式题]7.92×1051.08×10 大于 课后提升 7.D8.4:33:49.6.6×105[变式题1]80[变式题2]55变多 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={可知，R,两端的电压：U,=1R=0.2A× 302=6V,则电源电压：U=U=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R,的 电流：I2=I-I1=0.5A一0.2A=0.3A,根据并联电路的电压特点可知， R两端的电压-U=6V,由1景可知R的电阻：R,受- 202;(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.中温电暖器的电源线比较粗，可以通过增大导线横截面积减小电阻， 由Q=PRt可知，其他条件一定时，可以减小电源线产生的热量 小专题十四多挡位用电器 1.高1002.4402.64×1043.解：(1)由表格中数据和P=U1可知， 电者锅处于商温挡正常工作时电路中的电流为1⅓是一器" 10A;(2)由图乙可知，当开关接2时，电路中只有R1工作，为高温挡，由 1-景得R的电刷为R-号-0X-2n:当开关接8时，R和足中 联，为低温挡，由PU1得，此时电路中的电流为1：是一贸Y 2.5A,由1-景得，电路中的总电阻为R-是-智X-88n,k的电 阻为R2=R串-R1=882一222=662；(3)汤汁吸收的热量为Q吸= c汤m△t=4×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-20℃)=9.6X10J,由7= 器得，消耗的电能为w--9.670」-1,2X10°J,此次高温挡的实 80% 际功率PW=,2X101=200W。4.解：1)由图乙可知，电动机M 600s 与发热元器件并联，开关S在干路上，因此电动机在任何挡位都工作，根据 P-y得，电动机消耗的电能w系=P飞=2w×10X60s=1.32X 10J;(2)由题意可知，空气炸锅是通过调节开关S,和S,实现高温挡、中 温挡和低温挡三个挡位的切换，其加热功率由发热元器件的总电阻决定， 电源电压U=20V不变，根据P=可知，电阻越大，功率越小，挡位越 R隐 第16页（共42页） 低，分析电路可知，当S闭合，S1断开，S2接a时，R1和R2串联，电路中总 电阻最大，为低温挡，当S、S,闭合，S2接a时，R1被短路，只有R2工作，为 中温挡，当S、S,闭合，S2接b时，R1和R2并联，电路中总电阻最小，为高 温挡，使用中温挡正常工作时，发热元器件为R2,与电动机M并联，由P= U1可知，电动机中的电流m=-器Y-0,1A,发热元器件R中的 流长-802A,则空气炸锅电源线中通过的电流1。三4十1 =0.1A+2A=2.1A;(3)电能表参数“3600imp/(kW·h)”表示每消耗 1kW·h电能，指示灯闪烁3600次，则闪烁1300次消耗的电能W= 5一景kwh工作时间，=15min=子h,实际功率 kW·h P实际= W_36 ≈1.444kW=1444W,高温挡电路额定功率P额定 t2 辰发+n。2+0+2w-=152W,因为144W 11002 <1562W,所以此时空气炸锅未达到额定功率。 小专题十五电学图像问题 1.D2.D3.BC4.31:25.C6.BC 小专题十六动态电路分析（二） 1.B2.BC3.64.C5.D6.AB 小专题十七有关极值和取值范围的计算 1.BC2.24243.解：(1)开关S1自动闭合时，加热电路中只有电热丝 R工作，电热丝R消耗的电功率P=U:=(220V=880W:(2由图甲 R 552 可知，开关S闭合时，定值电阻R。和热敏电阻R,串联，当电压表示数高于 12V时，开关S1自动闭合，此时棚内温度最低，热敏电阻两端的电压U1= 12V,根据串联电路电压特点可知，定值电阻两端电压U。=U控一U1= 18V一12V=6V,串联电路电流处处相等，串联电路中的电流I= U Ro 品一号A,由1一景得，比时热领电阻R的电阻风号-竖2口， TA 8 由图像可知，当t=30℃时，R1′=8，当t′=14℃时，R"=402,根据数 学知识设R1=kt+b,则有402=14℃×k十b…①，82=30℃×k+b… ②，联立①②，解得k=-2,b=68,R1=-2t+68,则当R1=322时，代 入数学关系可知，大棚的最低控制温度t”=18℃；(3)当最高温度控制在 28℃时，由图像可知，R1"=122,由题意可知，电压表示数低于9V时，开 关S自动断开，电热丝停止加热，控制电路依然为串联电路，串联电路中的 电流-=200,75A,根据串联电路的电压规律可知，定值电阻 R,两端的电压，'-U-U,'=18V-9V=9V,由1是得，替换的R 的电阻R。少=。2Q。4.解：①由P=U得，灯泡的额定 电流为1-长-Y=05A:由1-是得，打泡的电阻为R-货 0.5A=12n:(2)只闭合S时，灯泡L和R,串联，此时小灯泡正常发光， 6 V 电路中电流为I籁=0.5A,由欧姆定律和串联电路电压规律得，电源电压 为U=U额十UR=U额十I额R1=6V+0.5A×62=9V;(3)只闭合S2时， 灯泡L和滑动变阻器R2串联，电压表测量滑动变阻器R2两端电压，当电 压表示数为6V时，灯泡两端的电压为U=U一U2=9V一6V=3V,此 时电路中电流为1号=多0,25A,由欧姆定律得，滑动变阻器连人 U2-6V 电路中的电阻：R=宁=0.25A=24D:(4)只闭合S,时，灯泡L与滑动变 第17页（共42页） 阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变 阻器接入电路中的电阻最大时，电路的总电阻最大，电路中的电流最小，因 串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的最小电流1最小一及 U U 9V 一R,十R天120十600=0.125A,当开关都闭合时，R与R:并联，电 流表测干路电流，电压表测电源两端的电压，因并联电路中各支路两端的 电压相等，所以，通过R,的电流1-尽-号音-1.5A,已知滑动变阻器 R,允许通过的最大电流为1A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之 和，所以，电路中的最大电流I最大=I1十I2最大=1.5A十1A=2.5A<3A, 电路安全，则保证电路安全情况下通电10s,电路消耗的最大电能为W大= UI最大t=9V×2.5A×10s=225J;电路消耗的最小电能为W最小=UI最小t =9VX0.125AX10s=11.25J。5.AD6.解：1)由P=可得，小 、灯泡正常发光时的电阻为R三=V10:(2)当只闭合开关S 和S1,滑片P置于最右端时，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联，电压表 测量R,两端的电压，此时R,接入电路的电阻为20Ω，其两端电压为2V, 电路中的电流为1尽=)三0.1A,根据串联电路电压特点可知，R 两端的电压为U2=U-U1=6V一2V=4V,根据欧姆定律得，定值电阻 U2 4V R的电阻为R。=7=0.1广A=400:(3)当只闭合开关S和S:时，滑动变 阻器R,与小灯泡L串联，电压表测R,两端的电压，电流表测电路中的电 流，当电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，由P=UI得， P题=2.5W=0.5A,由题意可知，为保证各元器件安全，电路中的电 1颜=U5V 流最大为小灯泡的额定电流，此时小灯泡两端电压达到额定电压5V,滑动 变阻器两端的电压为Umi。=U一U额=6V-5V=1V,由欧姆定律得，滑动 Umin-1 V 变阻器接人电路的最小电阻为Rm-=O,5入=2，当滑动变阻器两 端电压达到电压表测量范围最大值3V时，其接入电路的电阻最大，此时 灯泡两端的电压为U=U-Um*=6V一3V=3V,此时电路中的电流最 小为。发==0.3A,由欧姆定律得，滑动变阻器接人电路的最天 _Ux3V 电阻为R一一0,3A=10n,综上所述，滑动变阻器R允许的取值 范围是2~102。 第十八章整合与提升 本章知识构建 焦耳(J)3.6×10°电能表U1t快慢103106 t ,额定电压 额定功率三 <内能正正正IPRt 教材图片解读 命题点1这个电能表应该在220V的电路中使用标定电流额定最大 电流17600 命题点2电内热小于 重点实验突破 1.(1)断开(2)①先将滑动变阻器的滑片调至电阻最大处，再闭合开关 断路(3)0.75(4)①0.5图0领为 (5)不能；由前面实验可知，小灯 泡L正常发光时，I1=0.3A,R。与小灯泡串联，R。两端的电压U。=IR。= 0.3A×202=6V>3V,即R,两端的电压大于电源电压，因此不能满足 实验要求2.(1)电流电阻(2)容器漏气（或电阻丝R1短路）(3)多 (4)B 广西常考题型演练 1.D2.B3.B4.AC5.B6.AD7.29458.41.259.解： (1)由图可知，闭合开关S、S,只有R2接入电路中，R1被短路，电压表测 第18页（共42页）