18.3 跨学科实践：为家庭节约用电提建议（教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

物理九年级全一册 •人教版 第十八章 电功率 第3节 跨学科实践：为家庭节约用电提建议 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 能运用电功（W=Pt）和电功率知识，结合用电器铭牌或电能表读数，估算家庭主要用电器的耗电量；理解待机功耗、使用时长与工作状态对家庭总能耗的影响。 02 科学思维 通过分析家庭用电数据，识别“耗电大户”与高耗电环节；能结合物理原理与生活实际，运用对比、归纳等方法，提出有依据、可操作的节电方案。 03 科学探究 经历“调查方案设计—数据收集—能耗估算—建议提出—效果评估”的完整实践过程；学会设计简单的调查表格，通过观察、记录、访谈等方式获取信息，并对数据作出初步分析。 04 科学态度与责任 在调查与建议中养成节约用电、安全用电的意识；认识节能对家庭开支与环境保护的双重意义，愿意将课堂所学转化为日常生活中的持续行动。 教学重难点 教学重点 教学难点 1. 运用W=Pt和电能表读数，估算家庭用电器的耗电量； 2. 基于调查数据，从使用时长、工作状态（含待机）等角度提出具体、可行的节电建议； 3. 经历完整的跨学科实践流程（调查—分析—建议—评估）。· 1. 将定性的“节约用电”意识转化为基于定量估算和物理原理的具体措施，避免建议停留在“随手关灯”层面； 2.合理设计家庭用电调查方案，准确获取用电器的功率与使用时长数据（含待机耗电的识别与估算）； 3. 在跨学科视野下对节电建议的可行性与实际效果作出初步评估。 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。 课堂引入 知识点1 项目提出 1. 我们都知道，电能在日常生活中的单位是kW·h（度）。 知识点1：项目提出 探究新知 想一想：1度电的作用有哪些？ 洗衣机工作约3h 笔记本工作约30h 白炽灯、日光灯工作约25h 知识点1：项目提出 探究新知 空调工作约0.5h 电烤箱工作约1h 电饭煲工作约1.5h 1 度电的作用 知识点1：项目提出 探究新知 1 度电的作用 灌溉农田约330m2 采煤约100kg 炼钢约1.6kg 知识点1：项目提出 探究新知 探究新知 看视频了解一度电，再看看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。 点击图片播放视频 知识点1：项目提出 探究新知 【典例1】每年三月最后一个星期六是地球一小时关灯日。若家庭中一只照明灯泡少工作1小时可节约的电能约为（　　） A．2×101 J B．2×102 J C．2×104 J D．2×105 J D 【详解】 已知照明灯泡的功率约为50W，则工作一小时消耗的电能为 故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 知识点1：项目提出 探究新知 【典例2】小强一家外出旅游，出门时电能表示数如图甲所示，回来时电能表示数如图乙所示，这期间消耗了 度电。这些电能可使标有“220V 25W”的灯泡正常工作 h。 电能是人们生活的重要资源，社会需求越来越多，能源供应日益紧张，每个人都应具有节约电能的意识。请你结合日常生活和学习写出一条节约电能的做法： 。 3 120 长时间不使用用电器，要及时切断电源 知识点1：项目提出 探究新知 【详解】[1]由图知，出门时电能表的读数为864.0kW•h，回来时电能表的读数为867.0kW•h；这段时间内消耗的电能 W=867.0kW•h-864.0kW•h=3kW•h=3度 [2]灯正常工作时的功率 P=P额=25W=0.025kW 由P=W/t可得，灯泡正常工作的时间 [3]长时间不使用用电器，要及时切断电源。 知识点2 项目分析与实施 1. 调查家中的用电情况 ①家庭用电审计 材料及工具： 电费账单、电能表（电度表）、笔和记录本。 审查方法： 分析电费账单， 查看一段时间（例如一周）的电费，了解家庭用电的基本规律。 知识点2：项目分析与实施 探究新知 知识点2：项目分析与实施 探究新知 注意：识别“待机能耗”—— 很多电器在关机但仍插电的情况下会消耗电能，这叫“待机能耗”或“ phantom load”。 收集电器用电档案： 　　将家中所有用电设备制成一个清单，通过查阅说明书，了解各用电器的额定功率等。将调查结果记录表格中。包括：空调、冰箱、电视机、电脑、洗衣机、热水器、照明灯、机顶盒、路由器、充电器等。 用电器 额定功率 3000W~5000W 空调 200W 冰箱 ...... 2. 了解用电器的耗电情况 知识点2：项目分析与实施 探究新知 估算原理：W = Pt 用电器 额定功率 使用时长 状态 消耗电能 3000W 空调 200W 冰箱 90W 电视 6h 24h 24h 26℃制冷 不断电制冷 不断电待机 12度电 4.8度电 2.16度电 ...... 空调6小时耗电量为W=Pt=2000W×6h =12kW·h（12度电）。 冰箱24小时耗电量为W=Pt=200W×24h =4.8kW·h（4.8度电）。 电视24小时耗电量为W=Pt=90W×24h =2.16kW·h（2.16度电）。 知识点2：项目分析与实施 探究新知 探究新知 看视频，请你根据家庭用电情况提出节约用电的建议。 点击图片播放视频 知识点2：项目分析与实施 探究新知 3. 评估节电建议的效果　 　　实施建议一个月后，再次查看电费账单或电能表读数，与去年同期或上月对比，看用电量是否有下降。 时间段 节电措施 省下多少钱(0.5元/度) 总用电量(度) 无 200度 实施前一月 将10个60W的白炽灯全部换成10W的LED灯，每天使用5小时 75度×0.5=37.5元 125度 实施后一周 原日耗电：0.06kW×5h×10 = 3kW·h 现日耗电：0.01kW×5h×10 = 0.5kW·h 日节约：3-0.5k·Wh= 2.5kW·h。一个月（30天）可节约75度电。 知识点2：项目分析与实施 探究新知 【典例3】我国空调“能效比”实行新的等级标准，空调制冷“能效比”EER是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率之比。小明家需要一台制冷量为3200W的空调，若选“能效比”为3.2的空调，则制冷消耗的电功率为 W；若选“能效比”为4.0的空调，工作1h将比原空调节约电能 度。 1000 0.2 知识点2：项目分析与实施 探究新知 【详解】 [1]因为能效比是指空调制冷量与制冷时消耗的电功率比，所以能效比为3.2的空调消耗的电功率 [2]能效比为4.0的空调消耗的电功率 节约的电功率 P=P1-P2=1000W-800W=200W=0.2kW 工作1h节约的电能 W=Pt=0.2kW×1h=0.2kW·h=0.2度 知识点2：项目分析与实施 探究新知 【典例4】九年一班开展“节约一度电”主题活动。请你和他们一起，完成以下活动内容。 （1）某型号洗衣机的洗涤功率为250W，完成一次洗涤的时间为30min，则一度电可供该洗衣机完成 _____次洗涤。 （2）若自来水的温度为15℃，某电热水器的电加热效率为84%，则一度电可使该电热水器将 _____kg的自来水加热至45℃[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。 （3）请写出一条关于家庭节约用电的建议，_______________________。 8 24 换用能效更高的电器 知识点2：项目分析与实施 探究新知 【详解】（1）[1]洗涤的时间t=30min=0.5h洗衣机完成一次洗涤所消耗的电能为 W＝Pt＝0.25kW×0.5h＝0.125kW•h 一度电可供该洗衣机完成洗涤的次数为 （2）[2]消耗一度电水吸收的热量为 由Q吸＝cmΔt可知，水的质量为 （3）[3]节电可以选用节能灯代替普通灯泡，换用能效更高的电器。 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 1．“地球一小时”活动，号召人们在每年3月最后一个星期六关灯 ，践行节能减排，下列电器中，关闭 最可能节约1度电的是（　　） A．空调 B．家用电冰箱 C．台灯 D．家用洗衣机 A 【详解】1度电 = 1"kW"⋅h，已知关灯时间t=1h，根据电功公式W=Pt，可得节约1度电的用电器功率为P=W/t=(1kW⋅h)/1h=1kW 即需要找功率接近1kW的用电器。常见用电器功率估算：家用空调功率约为1kW，家用电冰箱功率约为100W，家用洗衣机功率约为500W，台灯功率仅20∼40W。 故选A。 课堂练习 2．下列说法正确的是（　　） A．电风扇在使用过程中主要把电能转化为内能 B．内燃机在做功冲程时将机械能转化为内能 C．利用超导材料远距离输电没有电能的损失 D．“地球一小时”提倡关灯一小时是为了增加电能的消耗 C 【详解】A．电风扇在使用过程中，消耗电能，主要把电能转化为机械能，故A错误； B．内燃机在做功冲程时高温高压气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故B错误； C．超导材料没有电阻，不会产生热量，利用超导材料远距离输电不会产生电能的损失，故C正确； D．“地球一小时”提倡关灯一小时是为了节约用电，减少电能的消耗，故D错误。 故选：C。 课堂练习 3．为有效保护同学们的视力健康，某校新装护眼LED灯，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．一盏护眼LED灯的额定功率约为0.3W B．LED灯工作时将电能主要转化为机械能 C．LED灯主要是由超导材料制成的 D．学校里同时工作的用电器越多，电路中总电流越大 D 课堂练习 A 【详解】 A．护眼 LED 灯的额定功率通常在几瓦到几十瓦，0.3W功率过小，故A错误； B．LED 灯工作时主要是将电能转化为光能，并非机械能，故B错误； C．LED是半导体材料制成的，具有单向导电性，故C错误； D．学校中同时工作的用电器越多，总功率变大，电源电压不变，根据I=P/U，电路中总电流越大，故D正确。 故选：D。 课堂练习 4． 梓琪小组在讨论“1度电的作用”。看到如图所示的电热水壶，其铭牌数据如表所示，且此时的大气压为1标准大气压，则1度电能使该水壶正常加热________分钟；1度电能将一满壶20℃的水烧至________℃。 30 100 课堂练习 A 【详解】 [1]由表格中的数据可知，电热水壶的功率为2000W，消耗的电能 1度电能使该水壶正常加热的时间 [2]水壶中加满水时，水的质量 水吸收的热量 吸热后，理论上水升高的温度 标准大气压下水的沸点为100℃，水沸腾后吸收热量，温度保持不变，因此1度电能将一满壶20℃的水烧至100℃。 课堂练习 5．某条路的路灯照明时间为晚上7时至次日早上7时。夏季天亮时间较早，每天早上6时天已大亮，还开着这么多路灯，直是太浪费了！有热心的市民到现场了解到，这条路共有路灯116盏。如果每盏灯功率为 ，按每天少开 来计算，那么每天可节约用电_____________ kW⋅h，相当于节约_____________ m3天然气。（天然气热值是 ，不考虑能量损失） 34.8 3.132 【详解】 [1][2]116盏200W的灯每天少开1.5h可以节省电能： 根据公式Q_放=qV可得，相当于节约天然气的体积为： 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.20.100 wxmmcibr00dr0100 Lavf58.20.100 wxmmcibr00dr0100 $