跨学科实践 探索家用电器节能和环保的有关问题-【通成学典】2026-2027学年九年级上册物理拔尖特训(沪粤版·新教材)

4.2、37.92×10 〔解析)当开关S接融3、4时，R,、R,并联，根据并联电路 的电阻持点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可 知，电路中的总功率最大，挂烫机处于速热挡；当开关S接 融2、3时只有R,工作，电路中的总电阻最大，总功率最 小，挂烫机处于慢热挡：挂烫机速热挡的功率P热一尺 U V_20VD+220Y22 R2552 1102 =1320W,挂烫机在速热挡工 作1min,电热丝产生的热量Q=W=P热t=1320W× 1×60s=7.92×101J。 5.解：(1)只闭合S时，只有R,接人电路，电蒸锅处于保 U 温挡，由P=UI一发可得保温挡功率P年一尼 (220V)2 4842 =100W(2)当S、S均闭合时，R1、R2并联， 电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率P2=P热一P保= 1200w-100w=1100W,由P=U1一3可知，电阻R 的阻值R,-片-=44n3)要使1.2g的水 温度升高75℃，水需要吸收的热量Q=c东m△t=4.2× 103J/(kg·℃)×1.2kg×75℃=3.78×105J:由7 Q服 W 100%可知，消耗的电能W电=Q:-378×10」 7 84% 4.5×105J 方法归纳 多挡位电热器解题思路 多挡位电热器按照挡位不同，通常分为两挡式（加 热挡和保温挡)和三挡式（高温挡、中温挡和低温挡）。 按照电热丝连接方式不同，通常分为串联式和并联式。 由P=U 尺可知，在电源电压一定时，电路的电阻越大，功 率越小，故无论哪种类型，只要分析出电路在不同状态 下电阻的大小关系，就可以判断电路处于什么挡位。 6.1211.2×10 〔解析)电路的工作状态有三种，分别是“R,”单独接人、 “R、R2”并联接人、“R2”单独接人，那么如果想要有三个 挡位，则需要R,、R2的阻值不同，R,=2422,则R2该选 取阻值为121Ω的电热丝；开关接触“1”“2”两个触点时，只 U 有“R,”单独接人，通电1min,电流产生的热量Q一尺t= (220V)2 2420×60s=1.2X101J。 7.解：(1)一满壶水的体积V=1.5L=1.5dm3=1.5× 103m,由p=罗可得，水的质量m=P*V=1.0× 103kg/m×1.5×103m=1.5kg,在标准大气压下水的 沸点为100℃，水吸收的热量Qs=c水m(t一to)=4.2X 103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-30℃)=4.41×10J (2)由图乙可知，当开关S2接A、开关S断开时，两电阻 串联；当开关S接A、开关S闭合时，电路为R,的简单电 路；当开关S接B、开关S,闭合时，两电阻并联；因串联电 路中总电阻大于任何一个分电阻，并联电路中总电阻小于 任何一个分电阻，所以，当开关S接A、开关S,断开时，电 路的总电阻最大，电源电压一定，由P发可知此时总功 率最小，养生壶处于低温挡：当开关S接B、开关S,闭合 时(R,、R2并联)，电路中的总电阻最小，此时总功率最大， 养生壶处于高温挡；则当开关S接A、开关S,闭合时，只 有R,工作，养生壶处于中温挡，因并联电路中各支路独立 工作、互不影响，且R,=R,所以，由P-可知高温挡时 R、R2消耗的功率P,=P2=P+,则养生壶高温挡的功率 P高=P,+P2=2P+=2×400W=800W(3)由7= 腰X100%可得，烧开这一壶水需要消耗的电能W= Qs-441X10」-5.88×10J,由P-yW可得高温挡需 75% 的加热时间”-5,8X0】=735 800W 跨学科实践探索家用电器节能 和环保的有关问题 1.(1)8800(2)电功率大(3)225 〔解析)(1)220V是指电能表的工作电压，40A是指电能 表平时工作允许通过的最大电流，小明家用电器的最大总 电功率P最大=UI最大=220V×40A=8800W。(2)电能 表指示灯闪烁得快，说明电流通过用电器所做的电功越 快，则用电器的电功率越大。(3)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，2min指示灯闪 烁24次，消耗的电能W=烈Wh=品kW·电冰 箱的实际功率P-”品kwh =0.225kW=225W。 2.(1)B(2)②电能表示数之差(3)5.6 〔解析)(1)为了节约用电，夏天空调在制冷模式下设置为 26℃更合适，减少工作时间，节约电能，故A正确：空调达 到设置温度，空调会停止工作，它的实际电功率几乎为0， 故电功率减小，故B错误。故选B。(2)电能表通过示数 之差显示某段时间消耗的电能；记录第一天20：00到第二 天8：00之间电能表示数之差。(3)高峰期用电 2463.2kW·h-2455.2kW·h=8kW·h;低谷期用电 2467.2kW·h-2463.2kW·h=4kW·h;电费为 8kW·h×0.55元/(kW·h)+4kW·h×0.3元/(kW·h)= 5.6元 第十五章拔尖自主测评 1.D电饭锅煮米饭、电烙铁焊接电器元件、电热孵卵器孵 小鸡，都是将电能转化为内能，它们都是利用电流热效应 工作的，故A、B、C不符合题意；用洗衣机洗衣服主要是将 电能转化为机械能，故D符合题意 2.A当手机“电量"所剩无几时，即w一定，由P=W可 得，W=Pt,要延长使用时间t,则减小总功率P,因此手机 的“省电模式”是通过减小总功率的方式来延长使用时间 的，故A正确，B、C、D错误。 3.A根据题意可知，无需航空公司批准的移动电源的最 大额定能量W=100W·h,由W=Ut可知，移动电源的 容量为光-：27Ah=270nAh,故BC D不符合题意，A符合题意。 4.C“6V3W"和“12V6W”分别表示甲、乙两灯的 额定电压和额定功率。由于不知两灯是否正常工作，所以 实际功率大小未知，由W=Pt知，无法判断两灯在相同时 间内消耗电能的多少，故A错误：由于两灯的实际功率未 知，而电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以电流通 过两灯皮功的快慢无法裤定，放B箭误：由刀-发可得。 3w=12n,R2-22=12 R器-0 P乙 6 W =24 Ω，由串联电路的电流特点知，两只灯泡串联工作时，通过 的电流相等，由Q=Rt知，相等时间里甲灯产生热量小 于乙，故C正确；甲的额定电压小于乙，由并联电路的电压 规律知，甲和乙灯并联时，电源电压最大为U=U乙= U领甲=6V,由并联电路的电流规律和欧姆定律可得，干路 UU 6V 中允许通过的最大电流I=I甲十Iz一R+R2120 、0,75A,故D错误。 5.CR与L串联，电流表测电路中的电流，电压表测R 两端的电压，因光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减 小，所以，当光照强度增强时，光敏电阻R的阻值变小，电 跆的总电阻变小，而电源电压保持不变，由1一晨可知，电 路中的电流变大，即电流表的示数变大，L变亮；由U=IR 可知，L两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电 压之和，所以，R两端的电压变小，即电压表的示数变小， 故A、B错误；因为电压表示数变小，电流表示数增大，因此 电压表与电流表的比值变小，L变亮，故C正确；电源电压 保持不变，电路中电流增大，L变亮，由P=U1可知，电路 的总功率增大，故D错误。 6.A将电热丝对折起来，电热丝长度变为原来的子，横 截面积变为原来的2倍，因此电阻变为原来的；电源电 压U不变，烧开同样一壶水，水所吸收的热量Q不变，由 U Q-尺t可知，烧水所用时间变为原来的子，为10minX =2.5min。 1 7.C由图甲可知，R,、R?串联，电压表测量R?两端的电 压，电流表测量电路中的电流；闭合开关S,滑动变阻器的 滑片P从a端移至b端的过程中，由图乙可知，当滑动变 阻器R,的阻值为102时，R,消耗的电功率为3.6W,由 P-1R可知，此时电结中的电流1，√震-√ 0.6A;根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知，电源电 压U=IR2+I,×102=0.6A×R2+0.6A×102①， 由图乙可知，当滑动变阻器R,的滑片移至b端时，阻值最 大为502，R消耗的电功率为2W,由P=IR可知，此时 P2 电路中的电流1，一√尽一√00=0.2A:根据串联电 路的电压特点和欧姆定律可知，电源电压U=I,R。十I2X 502=0.2A×R2十0.2A×502②，联立①②两式解得： 电源电压U=12V,R2的阻值R2=102,故A、B正确；滑 片P置于b端时，电流I2=0.2A,R2两端的电压U2= I2R2=0.2AX10=2V,即电压表的示数为2V,故C错 误；滑片P置于b端时，闭合开关S,通电1minR2产生的 热量Q2=W2=U2I2t=2V×0.2AX1X60s=24J,故D 正确。 8.B由电路图可知，R,与R2串联，电压表V,测R,两 端的电压，V2测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。 当变阻器R,接人电路中的电阻为0时，电路中的电流最 大，R,两端的电压最大，R2两端的电压为0，由图像可知，拔尖特训·物理（沪粤版）九年级 跨学科实践 探索家用电器节能和环保的有关问题 1.在“对家庭用电的调查研究”的综合实践活动中，小明先在楼道观察到他家电能表上标有 10(40)A”和“3200imp/(kW·h)”等参数，他还发现电能表指示灯闪烁有时快有时慢，他测得指 示灯闪得快时2min内闪了27次，闪得慢时2min内闪了3次。然后他回到家检查用电器的工作 情况，发现家中只有电冰箱在工作，其余的用电器都没有工作。小明想：冰箱的工作是间断的，在 冰箱停止工作时，电能表的指示灯为什么还在闪烁呢？爸爸告诉他，是因为家中有些用电器（如 空调、机顶盒等)处于待机状态，仍然要消耗电能。请回答： (1)小明家用电器的总功率最大不能超过 W。 (2)电能表指示灯闪烁得快是因为工作的用电器 (选填“消耗的电能多”或“电功率大”)。 (3)小明家电冰箱的功率是 W。 2.我们经常听到人们说这样一句话“变频空调一晚只用一度电”，这个是真的吗？小曾和小明想验证 这句广告词是否正确，进行了以下讨论和调查研究： ()首先他们觉得我们必须在安全的前提下使用空调，根据我们日常使用的空调情况，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，空调会停止工作，但它的电功率不变 (2)小曾和小明谈论交流后，得出以下方案： ①从第一天20：00到第二天8：00，家里只让一台空调独立工作。 ②记录第一天20：00和第二天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)小曾和小明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，某市实施分 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-天8：00~21：00 0.55元/(kW·h) 低谷期 第一天21：00第二天8：00 0.30元/(kW.h) 小曾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，如图所示。他家这天应付电费 元。 2455@ 24632 24672 第一天8：00 第一天21：00 第二天8：00 (第2题图) (4)通过讨论和调查研究，小曾和小明不仅对空调有所了解，还提高了节约用电的意识。 98 >“答案与解析”见P54 第十五章电能与电功率 第十五章拔尖自主测评 ◎满分：100分◎时间：60分钟 一、选择题（每小题4分，共32分） 1.下列事例中，不属于利用电热工作的是 () A.用家用电饭锅煮米饭 B.用电烙铁焊接电器元件 C.用电热孵卵器孵小鸡 D.用洗衣机洗衣服 2.舒青境生活实践[2025厦门模拟]智能手机在生活中应用越来越频繁，当手机“电量”所剩无几时， 我们可以采用“省电模式”来延长使用时间，这是通过哪种方式实现的 () A.减小电功率 B.增加电池电压 C.降低散热能力 D.给电池充电 3.移动电源内部的主要部件是锂电池，锂电池的电压通常是3.7V,移动电源铭牌上会标注容量。 民航局规定，当移动电源的额定能量不超过100W·h时，无需航空公司批准，旅客即可携带其乘 机；严禁携带额定能量超过160W·h的移动电源乘机。下列移动电源的容量中尽可能大，但又 无需航空公司批准就可以带上飞机的是 () A.20A·h B.50A·h C.30000mA·h D.40000mA·h 4.[2025北京海淀校级三模]现有“6V3W”和“12V6W”字样的甲、乙两只灯泡，不考虑灯丝电 阻的变化，下列说法正确的是 () A.通电时间相同时，甲灯泡消耗的电能一定比乙灯泡少 B.通电时间相同时，电流通过乙灯泡比甲灯泡做功一定快 C.两只灯泡串联工作时，甲灯泡产生的热量一定比乙灯泡少 D.两只灯泡并联工作时，干路中允许通过的最大电流为1A 5.手机屏幕能随光照强度的变化自动调节亮度，如图所示是它的电路原理图，光敏电阻R的阻值随 光照强度的变大而减小。保持电源电压不变，闭合开关S,当光照强度变大时，下列说法正确的是 (灯丝电阻不变) R A.灯泡L变暗，电压表示数变大 3 B.灯泡L变亮，电流表示数变小 光敏电阻 C.灯泡L变亮，电压表与电流表示数的比值变小 D.灯泡L变亮，电的总功率变小 (第5题图) 6.用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10min可烧开一壶水，若将电热丝对折 起来使用，电源电压不变，则烧开同样一壶水的时间是 ( ) A.2.5 min B.5 min C.20 min D.30 min 7.如图甲所示，电源电压保持不变，闭合开关S,滑动变阻器的滑片 P从α端移至b端的过程中，R1消耗的电功率P随R1阻值变化 3.6p/w 关系如图乙所示。下列分析错误的是 A.定值电阻R2为102 010 50R/Q 甲 B.电源电压为12V (第7题图) C.滑片P置于b端时，闭合开关S,电压表的示数为10V D.滑片P置于b端时，闭合开关S,通电1minR2产生的热量为24J 99