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

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 课标要点 1. 经历“调查家庭用电情况—分析用电器耗电特征—提出节电建议—评估节电效果”的完整实践过程，体会物理知识在真实生活中的应用。 2. 能运用电功公式 W=Pt和电能表，定量计算用电器在一段时间内消耗的电能，并估算相应的电费支出。 3. 理解待机功耗的物理实质，能识别家庭中“不易察觉的耗电环节”，并从使用时长、工作状态、设备选型等角度提出有针对性的节电措施。 4. 能对不同节电方案进行简单的定量比较和可行性评估，形成基于证据提出建议的理性思维。 5. 树立节约用电、合理用电的意识和社会责任感，将科学认知转化为日常行为习惯。 学习重难点 重点：利用 W=Pt计算家庭用电器的耗电量；从调查数据中归纳出有针对性的节约用电建议。 难点：识别“待机功耗”“大功率设备长时间低效运行”等隐蔽耗电环节；对多种节电措施进行定量的节约效果估算与比较。 知识点 家庭用电情况的调查方法 1. 调查途径： 电能表法： 记录某段时间（一天、一周或一个月）开始和结束时的电能表示数，两次示数之差即为该时段内家庭消耗的电能。电能表是测量家庭消耗电能多少的直接工具。 电网数据法： 通过“网上国网”等平台查询家庭的历史用电量、电费账单和阶梯电价信息，获得较长时间跨度的用电数据。 2. 阶梯电价与电费估算： 居民用电通常实行阶梯电价，用电量越高，超出部分的单价越高。估算电费时，需要根据当地阶梯电价标准分段计算，不能简单地用总电量乘以单一电价。 3. 调查表格的设计： 调查家庭总用电情况时，表格应包含日期、电能表示数、当日用电量等栏目；调查单个用电器时，表格应包含用电器名称、额定功率、每天使用时长、工作状态、消耗电能等栏目。 日期 电能表示数/kW·h 日用电量/kW·h 备注 第1天 第2天 …… 特别提醒： 1、只记录“开了多久”，忽略“实际功率状态”：空调、冰箱等用电器的实际功率并不是恒定不变的（变频空调、冰箱压缩机间歇工作），仅用“额定功率 × 开机时长”估算耗电量，在变频设备上会产生明显偏差。 2、混淆“电能表示数差”与“本月电费”：电能表示数差给出的是电能消耗量（kW·h），要得到电费还需要乘以对应档位的电价。阶梯电价下，不能用一个固定单价乘以全部电量。 随学随练 1．如图所示为小明家6月初和6月底电能表的示数，则（　　） A．小明家电路中允许的最大功率为2200W B．小明家6月份消耗的电能为101.1J C．该电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW•h D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，电路的功率越大 2．2026年“地球一小时”活动时间为3月30日晚上20：30﹣21：30，若某小区600户人家一起参加了本次活动，平均每户关闭的电灯功率为100W，在这次节能活动中该小区可节约用电 度。下表是成都市供电局收费标准，若按照第一挡标准收费，本次活动该小区总共少交电费 元（计算结果保留一位小数）。 不满1千伏“一户一表”居民用户 按月执行阶梯（单位：千瓦时） 电度电价（单位：元/千瓦时） 高峰、平段电价（7：00﹣23：00） 丰水期（6﹣10月）低谷电价（23：00﹣次日7：00） 枯、平水期（1﹣4月、12月；5月、11月）低谷电价（23：00﹣次日7：00） 第一挡（0﹣180） 0.5224 0.175 0.3535 第二挡（181﹣280） 0.6224 0.275 0.5535 第三挡（281及以上） 0.8224 0.475 3．小明记录了自己家一周内电能表的示数变化：周一早晨示数为 2361.5 kW⋅h，周日晚上示数为 2389.5 kW⋅h。当地居民用电第一档电价为 0.5元/(kW·h)，该周用电量未超出第一档上限。 （1）小明家这一周消耗的电能是多少？ （2）这一周的电费支出约为多少元？ 知识点 用电器耗电量的计算与耗电特征分析 1. 耗电量的基本计算： · 已知功率和时长： W=Pt。若 P用 kW、t 用 h，则 W的单位为 kW·h；若 P用 W、t用 s，则 W的单位为 J。 · 已知电能表转数： W=n/N kW⋅h（N为电能表铭牌上每消耗 1 kW·h 的转数，n为实际转数）。 2. 家庭中三类典型的耗电特征： 类型 典型用电器 耗电特征 节电切入点 持续运行型 冰箱、路由器 长时间通电，累计耗电量大 减少不必要的持续运行，合理设置温度 短时大功率型 电热水器、电饭锅、空调 单位时间功率大，但单次工作时间相对集中 缩短使用时长，避免长时间保温/待机，合理设定工作状态 隐蔽待机型 电视机顶盒、电视、充电器 关机后仍以较小功率持续耗电，单台功率小但累积时间长 关闭电源开关或拔掉插头，使用带开关的插排 3. 待机功耗的物理实质： 用电器“关机”后，若电源插头仍与插座相连，其内部的控制电路、遥控接收电路、指示灯等仍在工作，消耗电能。这部分功率通常只有几瓦，但由于持续时间长（一天可达十几至二十几小时），累积浪费的电能不容忽视。特别提醒： 1、“功率小 = 不费电”的错觉：待机功率虽小（如 5~10 W），但乘以长时间（如每天 20 h、全年 365 天）后，浪费的总电能相当可观。计算时务必统一时间单位，注意将 W 换算为 kW 后再与 h 相乘。 2、“额定功率 = 实际功率”的条件：只有在额定电压下工作时，用电器的实际功率才等于额定功率。空调、冰箱等在实际使用中功率往往不是恒定的，估算时应意识到这一局限。 随学随练 1．我国为了实现产业升级，走绿色能源发展道路、保障居民用电等，实行了限电措施。学校也号召大家节约用电，结合下表，下列同学的说法正确的是（　　） 家用空调 约1000W 吸尘器 约800W 电吹风机 约500W 台式计算机 约200W A．小亮说：“家用空调正常工作时的电压最大” B．小雯说：“台式计算机正常工作时，电流最小” C．小丽说：“台式计算机正常工作时，消耗电能最快” D．小明说：“正常工作时，吸尘器比电吹风机消耗电能多” 2．某电暖器具有智能控温系统，可根据室温自动调节加热功率，既能快速加热，又能省电节能。小明受此启发，用手动开关S，温控开关S1、S2，两个加热电阻R1、R2（R1、R2阻值不随温度变化），设计了电暖器加热电路，电源电压为220V。闭合开关S，各温控开关随温度的通断情况及对应的电路功率如表所示。已知加热电阻R1的阻值为121Ω，下列关于该电路的说法正确的是（     ） 温度t/℃ 手动开关S 温控开关S1 温控开关S2 电路功率P/W <20 闭合 闭合 闭合 1280 ≥24 闭合 断开 闭合 880 ≥28 闭合 闭合 断开 400 A．加热电路功率最大时，R1与R2串联 B．若温控开关S2出现故障不能断开，加热时，电路的最小功率为400W C．若只闭合手动开关，R1、R2都能工作 D．加热电阻R2的阻值为55Ω 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。 知识点 节约用电建议的提出与效果评估 1. 提出节电建议的三个维度： · 减少使用时长： 随手关灯，关闭不使用的电器，避免长时间无效运行。 · 优化工作状态： 空调制冷温度设定在 26℃～28℃，避免温度设置过低；电热水器、电饭锅长时间不用时关闭电源，减少保温耗电；合理使用变频/节能模式。 · 更换高效设备： 用 LED 灯替代白炽灯，用一级能效电器替代老旧高耗能电器。 2. 节电效果的定量评估： 提出建议后，需要估算采纳该建议后能节约多少电能，可以从“功率差 × 时间”或“原耗电量 − 新耗电量”的角度进行计算。例如，将额定功率 1000 W 的空调温度从 24℃ 调至 28℃，每天可少消耗约 2~2.5 kW·h 的电能。 特别提醒： 1、建议缺乏“物理量支撑”：“随手关灯”是正确的，但如果在报告中只写口号而不给出估算的节电量，建议的科学性就不足。好的节电建议应当能回答“节约了多少、为什么能节约”。 2、忽视“节电成本”与“可行性”：更换高效电器虽然长期节电，但需要考虑购置成本；空调温度调得过高可能影响舒适度。评估节电方案时，不能只看节电量，还要兼顾经济性和可操作性。 3、单位不统一导致数量级错误：在比较不同方案的节电量时，有的数据以 kW·h 给出，有的以 J 给出，必须先统一单位再进行比较和汇总。 随学随练 1．某学校开展“为家庭节约用电提建议”活动。下面是物理小组根据同学们的调查出的现象，提出的建议，建议不可行的是（     ） A．现象：家里人不在房间依旧开着灯；建议：随手关灯 B．现象：夏季空调制冷温度过低；建议：适当调高温度，保持在30℃ C．现象：电脑存在待机功率；建议：长时间不用应及时切断电源 D．现象：习惯很早就打开电饭锅做饭；建议：预约定时打开进行做饭，减少保温时间 2．下表对不同用电器列出了其中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 3．智能手机耗电达到一定值时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长手机电池的供电时间，其原因可能是（　 　） A．增大了电池的输出电流 B．增大了手机的工作电压 C．减小了电子线路的电阻 D．减小了电池的输出功率 题型 单一用电器的耗电量与电费估算 解题三步法： ①统一单位：将功率换算为 kW（若时间用 h），或将功率用 W、时间用 s（若结果要求用 J）。 ②算电能：用 W=Pt计算消耗的电能，注意区分“额定功率”与“实际功率”（若题目只给额定值且用电器在额定电压下工作，则二者相等）。 ③估费用：将电能（kW·h）乘以对应电价，得到电费支出。 ⚠️ 高频陷阱： ① 待机时间漏算：题目说“每天待机 20 h”，容易只算“使用时间”而忘记待机也在耗电。凡是给出“待机功率”的题目，待机时长必须计入。 ② 功率单位未化 kW：用 W=Pt时若 PP 保留 W、t用 h，结果单位不是 kW·h，会导致电费计算出现 1000 倍的数量级错误。 ③ “30 天”与“每天”混淆：题目给出每日数据后要求“每月（30 天）”的总量，必须乘以天数，不能直接用每日数据作答。 活学活用 1．电能是现代社会生活的重要资源，每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是（　　） A．台灯 B．智能手机 C．家用空调 D．笔记本电脑 2．“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一小时，以响应节能减排的环保要求，每节约一度电可以减少0.997kg的二氧化碳排放，在日常生活中1度电可以使（　　） A．80W的电视机正常工作40h B．40W的日光灯正常工作25h C．50W的电风扇正常工作50h D．1000W的电吹风机正常工作5h 3．九年一班开展“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，_____。 题型 多项节电措施的综合评估与比较 解题四步法： ①逐项算节约量：针对每一种措施，分别用 W节约=ΔP⋅t或 W原−W新计算节约的电能。 ②统一单位汇总：将各项节约量统一为 kW·h（或 J），再求和或比较。 ③算经济与效果：将节电量乘以电价得到节约的电费；若题目涉及“可供其他电器工作多久”，再用 t=W/P进行转换。 ④评估可行性：结合“成本”“舒适度”“操作难度”等因素，判断哪项措施更适合优先采纳。 ⚠️ 高频陷阱： ① 混淆“节约量”与“新消耗量”：更换 LED 灯后，节约的是“原白炽灯耗电量 − 新 LED 耗电量”，而不是直接用 LED 的耗电量当作节约量。 ② “可供……工作多久”的转换错误：节电量的单位是 kW·h，要换算成“可供 40 W 灯工作的时间”，应使用 t=W/P，且注意 P的单位要与 W匹配（kW 配 h，W 配 s 后换算）。 ③ 忽视多项措施之间的交互：例如“调高空调温度”和“缩短空调使用时间”同时实施时，节约效果并不是简单相加，需要根据具体条件判断。 活学活用 4．在“跨学科实践：为家庭节约用电提建议”活动中，以下措施不可行的是（    ） A．不看电视时要及时切断电源 B．夏天，把空调的制冷设置温度调低一些 C．将家庭电路中较细的铝导线换为较粗的铜导线 D．在照明要求不高的房间使用功率较小的LED灯泡 5．如图所示是一种能实时显示电路中的电流、电压、消耗的电能等数据的家用电监测仪，它具有过载保护功能，当通过该监测仪的电流超过10A时，会自动切断电路。某同学想利用该电力监测仪了解家中的用电情况并提出节约用电的建议。先将监测仪插入插座，再将电热水壶单独接入监测仪工作10min，监测仪显示消耗的电能为0.20kW·h。拔掉电热水壶插头，接着将一个额定功率为1800W的电取暖器接入监测仪并闭合开关，监测仪立即切断电路。下列说法错误的是（　　） A．监测仪的外壳是绝缘体 B．该电热水壶的实际电功率为1200W C．监测仪切断电路是因为接入的用电器总功率过大 D．为节约用电，出门时应随手关灯，用电器长时间不使用要关闭电源 6．下表是某家庭家用电器每天的耗电量情况。 序号 家用电器名称 数量 功率/W 每天使用时间 耗电量/（kW·h） 1 电灯 5盏 20（每盏） 2小时 0.2 2 电视机 1台 150 2小时 0.3 3 洗衣机 1台 500 48分钟 0.4 4 电饭煲 1个 600（加热） 100（保温） 1小时（加热） 1小时（保温） 0.6（加热） 0.1（保温） 5 电热水器 1台 1000 1.5小时 1.5 在学习了“跨学科实践：为家庭节约用电提建议”这节课后，请你结合表格中数据给这个家庭如何节约用电提一个建议：___________。 基础通关 1．下列各种做法中，能节约用电的是（    ） A．离开教室没有关闭电脑 B．放学时关闭课室内所有灯和风扇 C．夏天空调温度设置为16℃ D．长时间开启冰箱门 2．电能是现代社会生活的重要资源，每个人都应该有节约用电的意识。如图所示的用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是（　　） A．家用空调 B．液晶电视 C．智能手机 D．台灯 3．近年来，家庭照明用的白炽灯已逐渐被如图所示的LED灯所替代，节约了大量的电能和费用。小刚将标有“220V 15W”的LED灯和“220V 15W”的白炽灯分别接入家庭电路中，发现LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度，这一过程中LED灯比白炽灯的（　　） A．电压高 B．电流大 C．电功率大 D．电能转化为光能的效率高 4．小明家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，将这三个用电器正常工作1小时消耗的电能绘制成了如图所示的柱状图。则下列说法中正确的是（　　） ①当这三个用电器正常工作时，电烤箱两端的电压最大 ②当这三个用电器正常工作时，电视机的电功率最小 ③当这三个用电器正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流 ④在一个月内，电烤箱消耗的电能一定比电饭锅消耗的电能多 A．②③ B．②④ C．①③ D．①②③ 5．小白同学注意到天气冷了后手机耗电特别快。这主要是因为大部分手机使用的锂电池是通过内部的化学反应释放电能，在低温环境下化学反应速度减慢，导致电池可用容量减少，可通过降低屏幕亮度等办法节约电能。结合以上资料，判断合理的是（　　） A．低温环境下手机锂电池可提供的电能不变 B．低温环境下手机不用时，立即放入口袋保温，可增加手机待机时间 C．手机使用过程中，将电能转化为化学能 D．降低屏幕亮度可增加手机消耗电能的功率 6．我们的国家正在建立节约型社会，节约用电是我们每个公民的义务和责任。下表对不同用电器列出了其中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7．某学校共40个教室，每个教室里装着6盏40W的日光灯，由于注意节约用电，平均每盏每天少开半小时，那么一个月（按30天）可节约电多少度（　　 ） A．144 B．24 C．3.6 D．4.8 8．为践行“节约用电，低碳生活”理念，小碳同学想关注家里用电情况，他查看了一下上月电能表示数照片是，本月查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．电能表是测量用电器电功率的仪表 B．他家在这段时间内消耗了的电能 C．若只让一个标有“220V1000W”的电热水器正常工作6min，则电能表的圆盘转了300转 D．这个电能表工作时，最大电流不能超过10A 9．据《大江晚报》报道：我市黄山路的路灯开灯时间为晚上7时至次日早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，真是太浪费了，有热心的市民到现场了解，黄山路共有路灯150盏．设每盏灯功率200W，按每天少开1.5小时来计算，每天节约用电 kw•h．按0.50元/（kw•h）的电费计算，每天能节省电费 元． 10．四川省为倡导绿色低碳生活和提高节约用电意识，对居民用电采取不同的收费标准，其中之一是按照基本电价收费。基本电价分为两个阶梯：每月用电量240度以下（含）的部分，电费为0.488元/度；每月用电量超过240度的部分，电费是0.538元/度。如图所示，是家住成都的小南家中的电能表月初和月底的示数，这个月小南家里用电是 kW·h，若按照基本电价收费，小南家这个月应交的电费是 元。 11．在生活中节约用电是一种美德，1度电能够使25W的灯泡正常工作_______h；若教室里安装有8盏这样的灯泡，当它们正常工作1h可以使参数为“3000r/（kW•h）”的电能表的表盘转动_______转。 12．生活中家电待机耗电问题常常被忽视，待机通常是指通过遥控器关闭电器但并不关闭电器电源开关或是没有拔掉电器插头，让电源指示灯一直亮着。 (1)实践小组的同学所在城市以家庭为单位约户，用电器平均每天按待机20h计算，参考下表数据（平均每户家庭电器待机情况），估算每天该城市家庭用电器待机浪费电能的总量约为__________kW·h。 (2)节约用电可行措施 常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑 数量/台 1 1 2 1 待机功耗/（W/台） 10 2 3 10 ①随手关灯：根据公式可知，这样可以节约用电的理由是：____________________。 ②尽量使用节能灯。实践小组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。 ③请你就具体用电情况为家庭节约用电再提两点建议：__________、__________。 素养提升 13．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 14．如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒，盒子上的三个数据指的是：LED灯的额定功率为“3.5W”，当它正常工作时和“7W”的节能灯或“32W”的白炽灯正常发光的亮度一样。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，下列说法正确的是（　　） A．LED灯实际功率最大 B．电流通过LED灯做功最慢 C．白炽灯消耗的电能一定最多 D．相同时间内LED灯消耗的电能最多 15．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（　　） A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量多 B．正常工作时，电热水壶比电饭锅做功快 C．正常工作3min，电流通过电烤箱做的功最多 D．在一个月内，电饭锅消耗的电能一定最少 16．“节电小举动，环保大作为”，同学们在有关家庭节约用电的话题讨论时，下列说法正确的是（　　） A．电饭煲的功率比冰箱更大，但电饭煲每天消耗的电能不一定比冰箱多 B．为了节约用电，教室内的照明灯都应换用功率最小的灯泡 C．为了节约用电，电脑、电视长时间无人使用时，应关闭电源，不要处于待机状态 D．我们用水发电，由于自然界的水是循环的，所以不需要节约用电 17．小安去商场购买热水壶，发现有甲、乙两款，铭牌信息如下表所示。若不考虑烧水过程中的热量损失，将相同质量和初温的水加热至沸腾（1个标准大气压下），下列分析正确的是（　　） 甲 产品名称 电热水壶 容量 额定电压 220V 额定功率 800W 乙 产品名称 电热水壶 容量 额定电压 220V 额定功率 1500W A．使用甲热水壶可以省电 B．使用乙热水壶可以省电 C．使用甲热水壶所用时间更短 D．使用乙热水壶所用时间更短 18．以下是小明调查自己家里部分用电器的相关参数示例，由此可判断这些用电器工作时消耗电能最快的是 （　　） 家用电器名称 品牌 型号 额定功率（W） 额定电压（V） 能效等级 重量（kg） 电视机 海信 LED55E3H 130 220 3级 11.5 冰箱 海尔 DP9U1 790 220 1级 111 洗衣机 小天鹅 TG100VT616 700 220 1级 71 电热水器 史密斯 E60VDP-B 3000 220 1级 20 A．电视机 B．冰箱 C．电热水器 D．洗衣机 19．电热安全压力锅解决了普通压力锅的安全隐患，既省时又省电。某电压力锅的额定电压为220V，额定功率为1200W，则其额定电流为 （保留一位小数）；为了减少插头插拔的次数，再给插座安装一个开关，如图甲、乙所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板某转轴转动。根据你的生活经验，按动开关 所用的力较小，这是因为按动这种开关时 较大；若某次仅使用上述压力锅正常工作，测得图丙所示电能表的指示灯共闪烁600次，由此可知该过程中压力锅是 （选填“间歇”或“持续”）通电工作。 20．LED灯广泛应用于居家照明、城市夜景美化等，制作LED灯的材料是 （半导体/超导体），若“220V  4.4W”的LED灯可节约90%的电能，则LED灯与功率为 W的普通白炽灯亮度相当；小明家的电能表如图，该家庭电路中允许同时使用的用电器最大总功率为 W；小明发现某用电器工作时，电能表的指示灯在5min内闪烁了300次，这段时间内电路消耗的电能为 kW·h；他将额定功率为2000W，烧水效率为80%的电热水壶单独接入电路中，该电热水壶正常工作，则在一个标准大气压下，要将1L水从20℃加热至沸腾，需要 min。 21．如图1所示的是某型号电压力锅简化的工作电路图。是阻值为242Ω的保温电阻，是主加热电阻，是阻值为121Ω的副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压—保压—保温”三个阶段，通过如图2所示的锅内工作压强与时间关系图像可了解其工作过程。当保压状态结束，饭就熟了，开关S自动接到b，减压进入保温状态。 (1)当电压力锅处于“升压”阶段时，开关S、的状态是 。 (2)当锅内工作压强达80kPa时，主加热电阻停止加热，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，主加热电阻开始加热，在闭合与断开时消耗电能的电功率之比为。则主加热电阻的阻值是多少？ (3)为了减少能量的损耗，设计者对该电压力锅进行了升级改造：、阻值不变，在保压阶段总时间不变的情况下，保压阶段压力降低的时间与压力升高的时间的比值为。则仅保压阶段可以节约的电能是多少？并简要分析改造后的电压力锅用于保温的电阻是变大了还是变小了。 22．为了解家中用电情况并提出安全用电、节约用电的建议，某同学对家庭电器用电情况调查如下，家庭电路电压为220V。 (1)求客厅空调正常工作时的电流。 (2)求电水壶正常工作时的电阻。 (3)表中的厨房电器在调查时段内总共消耗的电能为多少kW·h？ (4)该同学利用掌握的电学知识，积极参与街道安全用电、节约用电宣传工作，请帮他完成宣传栏中①或②的提示语。 23．我国茶文化源远流长，茶乡遂川的狗牯脑茶闻名于世，图是小萍家新购置的煮茶器，产品铭牌如表。购买后小萍多次测试，用该煮茶器在额定电压下煮水300s，可将满容量的水从50℃至恰好煮沸（一标准大气压下），已知，。 额定电压（V） 煮水功率（W） 保温功率（W） 满容量（L） 220 1000 220 1.0 (1)求煮茶器正常工作时，保温状态下的电流； (2)求水吸收的热量； (3)小萍在购买煮茶器时，产品销售员声称“通过科技创新，该款煮茶器省时省电，效率高达80%”。请通过计算验证销售员的宣传是否真实。 迁移创新 24．小雨家住在我国的西北地区，他想建成一个环保节能的小屋，结合西北地区的环境特点要考虑哪些问题？学校科技社团的同学们在社团活动中一起讨论了这个问题。 【项目分解】 ①墙壁保温防寒和隔热降温的材料选择； ②屋顶加装光伏板； ③分析浪费电的现象，讨论节约用电的方法。 任务一：墙壁保温材料选择 (1)西北地区四季和昼夜温差较大，在建造节能小屋时要注意保温防寒，需要在墙体外侧加装保温层，保温材料有泡沫塑料和棉絮两种，哪一种材料的保温性能更好呢？同学们做了这样的实验：用厚度相同的两种材料分别包着装有相同质量和初温相同的热水的密闭烧瓶，放在相同的环境中让它们自然冷却，记录两烧瓶中的水温随时间变化的情况，数据如下表： 时间/min 0 5 10 15 20 25 30 泡沫塑料组水温/℃ 60 51 45 40 35 32 30 棉絮组水温/℃ 60 45 36 33 30 30 30 分析实验数据可知：他们实验时的室内温度是_______℃。在这两种材料中，保温效果比较好的是______________。 任务二：屋顶光伏板选择 (2)光伏发电的核心部件是光伏板，光伏板吸收太阳能的多少与什么因素有关？ 同学们让不同的光伏板对相同的LED灯供电，进行了实验，记录的实验数据如下表： 序号 光伏板的面积/m2 光照时间/min 光伏板表面所涂颜色 LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.1 10 白色 5 ①该实验中光伏板吸收太阳能的多少是通过______________来反映的； ②分析表中数据可知光伏板吸收太阳能的多少与光伏板的_______、颜色和光照的时间长短有关。根据实验结论同学们选用合适的光伏板。 任务三：分析浪费电的现象，讨论节约用电方法 (3)同学们讨论后认为浪费电的现象有：待机耗电、不使用节能电器等，还有发电厂的线路损耗也不容小觑，发电厂输送电能时，由于电流的_______效应会造成线路损耗。大家讨论后提出方案，在输送功率和线路不变的情况下，通过______________的方法可以大大减少线路损耗。 【项目拓展】 (4)城市为引导居民合理用电，实施了分时电价制度，将一天分为高峰期（电价高）和低谷期（电价低），为适应分时电价，请你提出一种少交电费的使用方法____________________________。 25．阅读短文，回答问题。 氢燃料电池 氢燃料电池是一种正在推广的环保电池，其工作原理如图甲所示。把氢和氧分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。 氢燃料电池通常和蓄电池配合使用。蓄电池的寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。研究表明不同的放电深度会影响电池的循环寿命。例如一辆氢燃料电池大巴将蓄电池电量从70%用到30%，则这次的放电深度为40%；再次使用前通过氢燃料电池将蓄电池充电到90%后，又用到30%，这次的放电深度为60%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电。研究人员以不同的放电深度，对蓄电池进行充放电循环研究，得到了如图乙所示的蓄电池100%全循环放电次数与放电深度的关系。 (1)图甲所示的氢燃料电池正常工作时，通过电动机的电流方向为（　　）（选填字母）。 A．向左 B．向右 (2)某氢燃料电池大巴的驾驶位有可独立控制的通风和加热功能，“”表示加热元器件，则此电路连接应是（　　）（选填字母）。 A． B． C． D． (3)下列充电方案中，最有利于延长蓄电池寿命的是（　　）（选填字母）。 A．用掉总容量的40%充电 B．用掉总容量的80%充电 C．用掉总容量的60%充电 D．只要用电就应及时充电 (4)某辆氢燃料电池大巴每天使用前都充电到蓄电池容量的90%，行驶一天用去的电量为蓄电池容量的50%。按此计算，若一年开车350天共完成______次100%全循环放电。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 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 课标要点 1. 经历“调查家庭用电情况—分析用电器耗电特征—提出节电建议—评估节电效果”的完整实践过程，体会物理知识在真实生活中的应用。 2. 能运用电功公式 W=Pt和电能表，定量计算用电器在一段时间内消耗的电能，并估算相应的电费支出。 3. 理解待机功耗的物理实质，能识别家庭中“不易察觉的耗电环节”，并从使用时长、工作状态、设备选型等角度提出有针对性的节电措施。 4. 能对不同节电方案进行简单的定量比较和可行性评估，形成基于证据提出建议的理性思维。 5. 树立节约用电、合理用电的意识和社会责任感，将科学认知转化为日常行为习惯。 学习重难点 重点：利用 W=Pt计算家庭用电器的耗电量；从调查数据中归纳出有针对性的节约用电建议。 难点：识别“待机功耗”“大功率设备长时间低效运行”等隐蔽耗电环节；对多种节电措施进行定量的节约效果估算与比较。 知识点 家庭用电情况的调查方法 1. 调查途径： 电能表法： 记录某段时间（一天、一周或一个月）开始和结束时的电能表示数，两次示数之差即为该时段内家庭消耗的电能。电能表是测量家庭消耗电能多少的直接工具。 电网数据法： 通过“网上国网”等平台查询家庭的历史用电量、电费账单和阶梯电价信息，获得较长时间跨度的用电数据。 2. 阶梯电价与电费估算： 居民用电通常实行阶梯电价，用电量越高，超出部分的单价越高。估算电费时，需要根据当地阶梯电价标准分段计算，不能简单地用总电量乘以单一电价。 3. 调查表格的设计： 调查家庭总用电情况时，表格应包含日期、电能表示数、当日用电量等栏目；调查单个用电器时，表格应包含用电器名称、额定功率、每天使用时长、工作状态、消耗电能等栏目。 日期 电能表示数/kW·h 日用电量/kW·h 备注 第1天 第2天 …… 特别提醒： 1、只记录“开了多久”，忽略“实际功率状态”：空调、冰箱等用电器的实际功率并不是恒定不变的（变频空调、冰箱压缩机间歇工作），仅用“额定功率 × 开机时长”估算耗电量，在变频设备上会产生明显偏差。 2、混淆“电能表示数差”与“本月电费”：电能表示数差给出的是电能消耗量（kW·h），要得到电费还需要乘以对应档位的电价。阶梯电价下，不能用一个固定单价乘以全部电量。 随学随练 1．如图所示为小明家6月初和6月底电能表的示数，则（　　） A．小明家电路中允许的最大功率为2200W B．小明家6月份消耗的电能为101.1J C．该电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2kW•h D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，电路的功率越大 【答案】 C 【详解】 A、小明家允许使用的用电器最大功率P＝UI＝220V×40A＝8800W，故A错误； B、因为电能表的最后一位是小数位，单位是kW•h，所以6月初电能表的示数是5546.7kW•h，由题知，6月底电能表的示数5647.8kW•h，6月消耗的电能W＝5647.8kW•h﹣5546.7kW•h＝101.1kW•h，故B错误； C、该电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能W1kW•h＝0.2kW•h，故C正确； D、电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多，故D错误。 故选：C。 2．2026年“地球一小时”活动时间为3月30日晚上20：30﹣21：30，若某小区600户人家一起参加了本次活动，平均每户关闭的电灯功率为100W，在这次节能活动中该小区可节约用电 度。下表是成都市供电局收费标准，若按照第一挡标准收费，本次活动该小区总共少交电费 元（计算结果保留一位小数）。 不满1千伏“一户一表”居民用户 按月执行阶梯（单位：千瓦时） 电度电价（单位：元/千瓦时） 高峰、平段电价（7：00﹣23：00） 丰水期（6﹣10月）低谷电价（23：00﹣次日7：00） 枯、平水期（1﹣4月、12月；5月、11月）低谷电价（23：00﹣次日7：00） 第一挡（0﹣180） 0.5224 0.175 0.3535 第二挡（181﹣280） 0.6224 0.275 0.5535 第三挡（281及以上） 0.8224 0.475 【答案】 60 31.3 【详解】 [1]600户人家一起参加了本次活动，平均功率为100W，总功率为 活动时间为20：30﹣21：30，这次节能活动节约用电 [2]按照第一档标准高峰，本次活动该小区总共少交电费 。 3．小明记录了自己家一周内电能表的示数变化：周一早晨示数为 2361.5 kW⋅h，周日晚上示数为 2389.5 kW⋅h。当地居民用电第一档电价为 0.5元/(kW·h)，该周用电量未超出第一档上限。 （1）小明家这一周消耗的电能是多少？ （2）这一周的电费支出约为多少元？ 【答案】 （1）28 kW⋅h （2）14元 【详解】 （1）W=2389.5−2361.5=28 kW⋅h。（2）电费 知识点 用电器耗电量的计算与耗电特征分析 1. 耗电量的基本计算： · 已知功率和时长： W=Pt。若 P用 kW、t 用 h，则 W的单位为 kW·h；若 P用 W、t用 s，则 W的单位为 J。 · 已知电能表转数： W=n/N kW⋅h（N为电能表铭牌上每消耗 1 kW·h 的转数，n为实际转数）。 2. 家庭中三类典型的耗电特征： 类型 典型用电器 耗电特征 节电切入点 持续运行型 冰箱、路由器 长时间通电，累计耗电量大 减少不必要的持续运行，合理设置温度 短时大功率型 电热水器、电饭锅、空调 单位时间功率大，但单次工作时间相对集中 缩短使用时长，避免长时间保温/待机，合理设定工作状态 隐蔽待机型 电视机顶盒、电视、充电器 关机后仍以较小功率持续耗电，单台功率小但累积时间长 关闭电源开关或拔掉插头，使用带开关的插排 3. 待机功耗的物理实质： 用电器“关机”后，若电源插头仍与插座相连，其内部的控制电路、遥控接收电路、指示灯等仍在工作，消耗电能。这部分功率通常只有几瓦，但由于持续时间长（一天可达十几至二十几小时），累积浪费的电能不容忽视。特别提醒： 1、“功率小 = 不费电”的错觉：待机功率虽小（如 5~10 W），但乘以长时间（如每天 20 h、全年 365 天）后，浪费的总电能相当可观。计算时务必统一时间单位，注意将 W 换算为 kW 后再与 h 相乘。 2、“额定功率 = 实际功率”的条件：只有在额定电压下工作时，用电器的实际功率才等于额定功率。空调、冰箱等在实际使用中功率往往不是恒定的，估算时应意识到这一局限。 随学随练 1．我国为了实现产业升级，走绿色能源发展道路、保障居民用电等，实行了限电措施。学校也号召大家节约用电，结合下表，下列同学的说法正确的是（　　） 家用空调 约1000W 吸尘器 约800W 电吹风机 约500W 台式计算机 约200W A．小亮说：“家用空调正常工作时的电压最大” B．小雯说：“台式计算机正常工作时，电流最小” C．小丽说：“台式计算机正常工作时，消耗电能最快” D．小明说：“正常工作时，吸尘器比电吹风机消耗电能多” 【答案】B 【详解】A．由物理常识可知四种家用电器的额定电压均为220V，即它们正常工作时的电压相同，故A错误； BC．根据表格数据可知 P家用空调＞P吸尘器＞P电吹风机＞P台式机 根据P＝UI 可知，台式计算机正常工作时的电流最小；因电功率是表示电流做功快慢的物理量，所以台式计算机正常工作时，消耗电能最慢，故B正确，C错误； D．由W＝Pt 可知用电器消耗电能的多少与用电器消耗的功率和工作时间有关；虽然知道它们正常工作时的功率大小，但不知道工作时间，所以无法判断四种用电器消耗电能的多少，则吸尘器比电吹风机消耗电能不一定多，故D错误。 故选：B。 2．某电暖器具有智能控温系统，可根据室温自动调节加热功率，既能快速加热，又能省电节能。小明受此启发，用手动开关S，温控开关S1、S2，两个加热电阻R1、R2（R1、R2阻值不随温度变化），设计了电暖器加热电路，电源电压为220V。闭合开关S，各温控开关随温度的通断情况及对应的电路功率如表所示。已知加热电阻R1的阻值为121Ω，下列关于该电路的说法正确的是（     ） 温度t/℃ 手动开关S 温控开关S1 温控开关S2 电路功率P/W <20 闭合 闭合 闭合 1280 ≥24 闭合 断开 闭合 880 ≥28 闭合 闭合 断开 400 A．加热电路功率最大时，R1与R2串联 B．若温控开关S2出现故障不能断开，加热时，电路的最小功率为400W C．若只闭合手动开关，R1、R2都能工作 D．加热电阻R2的阻值为55Ω 【答案】D 【详解】 电源电压U=220V不变，根据，电路电阻越小，功率越大。当S、S1​、S2​都闭合时，R1​与R2​并联，电阻最小，功率最大（1280W）；当S闭合、S1​闭合、S2​断开时，只有R1​工作，功率为400W；当S闭合、S1​断开、S2​闭合时，只有R2​工作，功率为880W。 A．功率最大时，R1​与R2​是并联（电阻最小），不是串联，故A错误； B．若S2​不能断开，当S、S1​闭合、S2​闭合时（温度＜20℃），R1​与R2并联，功率最大；当S闭合、S1​断开、S2​闭合时，只有R2工作，功率880W；当S闭合、S1​闭合、S2​断开时（但S2​故障不能断开，实际还是并联）。所以最小功率不是400W，故B错误； C．只闭合手动开关S，若S1​、S2​都断开，电路断路，R1​、R2​都不工作，故C错误； D．当只有R2​工作时，功率P2​=880W，根据，可得R2​的阻值为 故D正确。 故选：D。 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。 【答案】 1000 0.2 【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 P2== 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 节约用电建议的提出与效果评估 1. 提出节电建议的三个维度： · 减少使用时长： 随手关灯，关闭不使用的电器，避免长时间无效运行。 · 优化工作状态： 空调制冷温度设定在 26℃～28℃，避免温度设置过低；电热水器、电饭锅长时间不用时关闭电源，减少保温耗电；合理使用变频/节能模式。 · 更换高效设备： 用 LED 灯替代白炽灯，用一级能效电器替代老旧高耗能电器。 2. 节电效果的定量评估： 提出建议后，需要估算采纳该建议后能节约多少电能，可以从“功率差 × 时间”或“原耗电量 − 新耗电量”的角度进行计算。例如，将额定功率 1000 W 的空调温度从 24℃ 调至 28℃，每天可少消耗约 2~2.5 kW·h 的电能。 特别提醒： 1、建议缺乏“物理量支撑”：“随手关灯”是正确的，但如果在报告中只写口号而不给出估算的节电量，建议的科学性就不足。好的节电建议应当能回答“节约了多少、为什么能节约”。 2、忽视“节电成本”与“可行性”：更换高效电器虽然长期节电，但需要考虑购置成本；空调温度调得过高可能影响舒适度。评估节电方案时，不能只看节电量，还要兼顾经济性和可操作性。 3、单位不统一导致数量级错误：在比较不同方案的节电量时，有的数据以 kW·h 给出，有的以 J 给出，必须先统一单位再进行比较和汇总。 随学随练 1．某学校开展“为家庭节约用电提建议”活动。下面是物理小组根据同学们的调查出的现象，提出的建议，建议不可行的是（     ） A．现象：家里人不在房间依旧开着灯；建议：随手关灯 B．现象：夏季空调制冷温度过低；建议：适当调高温度，保持在30℃ C．现象：电脑存在待机功率；建议：长时间不用应及时切断电源 D．现象：习惯很早就打开电饭锅做饭；建议：预约定时打开进行做饭，减少保温时间 【答案】B 【详解】 A. 人离开房间时关灯可减少电能浪费，建议可行。 故A不符合题意； B. 夏季空调制冷温度过低（如24℃以下）耗电多，但30℃可能无法有效降温，建议不可行。 故B符合题 意； C. 电脑等电器待机时仍耗电，长时间不用切断电源可减少“隐形用电”，建议可行。故C不符合题意； D. 提前很久开电饭锅保温会浪费电，预约定时减少保温时间可节能，建议可行。故D不符合题意。 故选：B。 2．下表对不同用电器列出了其中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 【答案】B 【详解】 A．将灯泡换成功率小一些的，根据可知，省电原理是减小电功率，故A不符合题意； BC．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； D．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。 3．智能手机耗电达到一定值时，会自动提示用户采用“省电模式”，在这种模式下，可延长手机电池的供电时间，其原因可能是（　　） A．增大了电池的输出电流 B．增大了手机的工作电压 C．减小了电子线路的电阻 D．减小了电池的输出功率 【答案】D 【详解】 智能手机耗电达到一定值时，剩余的电能也是定值，由W=Pt可知，要延长手机的工作时间，需要减小电池的输出功率，而手机工作的电压（电池的输出电压）是不变的，要减小电池的输出功率，由P=UI可知，在省电模式下，应减小电池的输出电流，因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，所以电子线路的电阻不变，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 题型 单一用电器的耗电量与电费估算 解题三步法： ①统一单位：将功率换算为 kW（若时间用 h），或将功率用 W、时间用 s（若结果要求用 J）。 ②算电能：用 W=Pt计算消耗的电能，注意区分“额定功率”与“实际功率”（若题目只给额定值且用电器在额定电压下工作，则二者相等）。 ③估费用：将电能（kW·h）乘以对应电价，得到电费支出。 ⚠️ 高频陷阱： ① 待机时间漏算：题目说“每天待机 20 h”，容易只算“使用时间”而忘记待机也在耗电。凡是给出“待机功率”的题目，待机时长必须计入。 ② 功率单位未化 kW：用 W=Pt时若 PP 保留 W、t用 h，结果单位不是 kW·h，会导致电费计算出现 1000 倍的数量级错误。 ③ “30 天”与“每天”混淆：题目给出每日数据后要求“每月（30 天）”的总量，必须乘以天数，不能直接用每日数据作答。 活学活用 1．电能是现代社会生活的重要资源，每个人都应该有节约用电的意识。下列用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是（　　） A．台灯 B．智能手机 C．家用空调 D．笔记本电脑 【答案】C 【详解】 用电器正常工作1小时所消耗的电能接近1度电，功率P1kW； A、台灯的功率大约20W左右，故A不符合题意； B、智能手机的功率只有几瓦，故B不符合题意； C、家用空调的电功率大约1kW，故C符合题意； D、笔记本电脑的功率100W左右，故D不符合题意。 故选：C。 2．“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一小时，以响应节能减排的环保要求，每节约一度电可以减少0.997kg的二氧化碳排放，在日常生活中1度电可以使（　　） A．80W的电视机正常工作40h B．40W的日光灯正常工作25h C．50W的电风扇正常工作50h D．1000W的电吹风机正常工作5h 【答案】B 【详解】 1度电即。 A．80W的电视机正常工作40h消耗的电能为，故A不符合题意； B．40W的日光灯正常工作25h消耗的电能为，故B符合题意； C．50W的电风扇正常工作50h消耗的电能为，故C不符合题意； D．1000W的电吹风机正常工作5h消耗的电能为，故D不符合题意。 故选：B。 3．九年一班开展“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，_____。 【答案】 8 24 换用能效更高的电器 【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。 题型 多项节电措施的综合评估与比较 解题四步法： ①逐项算节约量：针对每一种措施，分别用 W节约=ΔP⋅t或 W原−W新计算节约的电能。 ②统一单位汇总：将各项节约量统一为 kW·h（或 J），再求和或比较。 ③算经济与效果：将节电量乘以电价得到节约的电费；若题目涉及“可供其他电器工作多久”，再用 t=W/P进行转换。 ④评估可行性：结合“成本”“舒适度”“操作难度”等因素，判断哪项措施更适合优先采纳。 ⚠️ 高频陷阱： ① 混淆“节约量”与“新消耗量”：更换 LED 灯后，节约的是“原白炽灯耗电量 − 新 LED 耗电量”，而不是直接用 LED 的耗电量当作节约量。 ② “可供……工作多久”的转换错误：节电量的单位是 kW·h，要换算成“可供 40 W 灯工作的时间”，应使用 t=W/P，且注意 P的单位要与 W匹配（kW 配 h，W 配 s 后换算）。 ③ 忽视多项措施之间的交互：例如“调高空调温度”和“缩短空调使用时间”同时实施时，节约效果并不是简单相加，需要根据具体条件判断。 活学活用 4．在“跨学科实践：为家庭节约用电提建议”活动中，以下措施不可行的是（    ） A．不看电视时要及时切断电源 B．夏天，把空调的制冷设置温度调低一些 C．将家庭电路中较细的铝导线换为较粗的铜导线 D．在照明要求不高的房间使用功率较小的LED灯泡 【答案】B 【详解】 A．电视不用时关机并切断电源，可减少待机时对电能的消耗，故A不符合题意； B．夏天把空调制冷设置温度调低，空调需要更长时间工作来维持更低温度，消耗更多的电能，故B符合题意； C．将较细铝导线换为较粗铜导线，横截面积变大，电阻变小，且铜比铝导电性能好，电阻更小，根据焦耳定律可知，在电流和通电时间相同时，铜导线产生的热量更少，减少了输电线上的电能损耗，故C不符合题意； D．LED灯电能转化为光能的效率高，且功率小，相同时间内消耗的电能更少，能节约用电，故D不符合题意； 故选：B。 5．如图所示是一种能实时显示电路中的电流、电压、消耗的电能等数据的家用电监测仪，它具有过载保护功能，当通过该监测仪的电流超过10A时，会自动切断电路。某同学想利用该电力监测仪了解家中的用电情况并提出节约用电的建议。先将监测仪插入插座，再将电热水壶单独接入监测仪工作10min，监测仪显示消耗的电能为0.20kW·h。拔掉电热水壶插头，接着将一个额定功率为1800W的电取暖器接入监测仪并闭合开关，监测仪立即切断电路。下列说法错误的是（　　） A．监测仪的外壳是绝缘体 B．该电热水壶的实际电功率为1200W C．监测仪切断电路是因为接入的用电器总功率过大 D．为节约用电，出门时应随手关灯，用电器长时间不使用要关闭电源 【答案】C 【详解】 A．电力监测仪作为家用电器，其外壳必须是绝缘体，以防止触电事故，故A正确，不符合题意； B．将电热水壶单独接入监测仪工作10min，监测仪显示消耗的电能为0.20kW·h，则该电热水壶的实际电功率为 故B正确，不符合题意； C．已知当通过该监测仪的电流超过10A时，会自动切断电路，家庭电路电压U=220V，则监测仪允许的最大功率为 而电取暖器的额定功率为1800W，并未超过2200W，因此监测仪切断电路不是因为接入的用电器总功率过大，故C错误，符合题意； D．为节约用电，出门时应随手关灯，用电器长时间不使用要关闭电源这是常见的节能建议，符合节约用电的原则，故D正确，不符合题意。 故选：C。 6．下表是某家庭家用电器每天的耗电量情况。 序号 家用电器名称 数量 功率/W 每天使用时间 耗电量/（kW·h） 1 电灯 5盏 20（每盏） 2小时 0.2 2 电视机 1台 150 2小时 0.3 3 洗衣机 1台 500 48分钟 0.4 4 电饭煲 1个 600（加热） 100（保温） 1小时（加热） 1小时（保温） 0.6（加热） 0.1（保温） 5 电热水器 1台 1000 1.5小时 1.5 在学习了“跨学科实践：为家庭节约用电提建议”这节课后，请你结合表格中数据给这个家庭如何节约用电提一个建议：___________。 【答案】随手关灯、少看电视、减少电饭煲保温时间（建议合理即可） 【详解】 通过表格可知该家庭各个用电器每天的耗电量情况，可以结合不同的用电器来提出节约用电的建议，如：随手关灯、少看电视、减少电饭煲保温时间等。 基础通关 1．下列各种做法中，能节约用电的是（    ） A．离开教室没有关闭电脑 B．放学时关闭课室内所有灯和风扇 C．夏天空调温度设置为16℃ D．长时间开启冰箱门 【答案】B 【详解】 A．离开教室不关闭电脑，电脑处于运行状态会消耗电能，不能节约用电，故A不符合题意； B．放学回家时关闭教室内的所有灯和风扇，切断这些用电器的电源，避免电能浪费，能节约用电，故B符合题意； C．一般建议夏天空调温度设置在26℃左右，若设置为16℃，温度过低会使空调压缩机长时间持续工作，消耗大量电能，不利于节约用电，故C不符合题意； D．长时间开启冰箱门，冰箱内冷气流失，压缩机需要长时间工作制冷，增加电能消耗，不能节约用电，故D不符合题意。 故选：B。 2．电能是现代社会生活的重要资源，每个人都应该有节约用电的意识。如图所示的用电器正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的是（　　） A．家用空调 B．液晶电视 C．智能手机 D．台灯 【答案】A 【详解】 正常工作1小时所消耗的电能最接近1度电的用电器电功率约为 A．家用空调电功率约为1000W，故A符合题意； B．液晶电视电功率约为100W，故B不符合题意； C．智能手机电功率约为5W，故C不符合题意； D．台灯电功率约为30W，故D不符合题意。 故选：A。 3．近年来，家庭照明用的白炽灯已逐渐被如图所示的LED灯所替代，节约了大量的电能和费用。小刚将标有“220V 15W”的LED灯和“220V 15W”的白炽灯分别接入家庭电路中，发现LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度，这一过程中LED灯比白炽灯的（　　） A．电压高 B．电流大 C．电功率大 D．电能转化为光能的效率高 【答案】D 【详解】 两灯的铭牌数据均为“220V 15W”，且接入家庭电路中，故两灯两端的电压相同，实际功率相同，根据I可知通过两灯的电流相同，LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度，则这一过程中LED灯比白炽灯的电能转化为光能的效率高。 故ABC错误、D正确。 故选：D。 4．小明家有额定电压相同的电烤箱、电饭锅和电视机各一个，将这三个用电器正常工作1小时消耗的电能绘制成了如图所示的柱状图。则下列说法中正确的是（　　） ①当这三个用电器正常工作时，电烤箱两端的电压最大 ②当这三个用电器正常工作时，电视机的电功率最小 ③当这三个用电器正常工作时，通过电烤箱的电流大于通过电视机的电流 ④在一个月内，电烤箱消耗的电能一定比电饭锅消耗的电能多 A．②③ B．②④ C．①③ D．①②③ 【答案】A 【详解】 ①由题意可知，三个用电器的额定电压相同，根据额定电压下用电器正常工作可知，三个用电器正常工作时的电压相等，故①错误； ②由图可知，在相同时间内，电烤箱的用电费用最多，而电视机的用电费用最少，说明电烤箱消耗的电能最多，电视机消耗的电能最少，由P可知，电烤箱的电功率最大，电视机的电功率最小，故②正确； ③由于三个用电器正常工作时的电压相等，电烤箱的电功率最大，电视机的电功率最小，由P＝UI可知，当这三个用电器正常工作时，通过电烤箱的电流最大，通过电视机的电流最小，故③正确； ④在一个月内，小明家三种用电器的使用时间t的关系不确定；由公式W＝Pt可知，消耗电能的多少与电功率大小和时间长短有关，所以电烤箱的用电费用不一定最多，故④错误； 故A正确、BCD错误。 故选：A。 5．小白同学注意到天气冷了后手机耗电特别快。这主要是因为大部分手机使用的锂电池是通过内部的化学反应释放电能，在低温环境下化学反应速度减慢，导致电池可用容量减少，可通过降低屏幕亮度等办法节约电能。结合以上资料，判断合理的是（　　） A．低温环境下手机锂电池可提供的电能不变 B．低温环境下手机不用时，立即放入口袋保温，可增加手机待机时间 C．手机使用过程中，将电能转化为化学能 D．降低屏幕亮度可增加手机消耗电能的功率 【答案】B 【详解】 A、在低温环境下化学反应速度减慢，导致手机锂电池可用容量减少，可提供的电能减少，故A错误； B、低温环境下手机不用时，立即放入口袋保温，可促进内部的化学反应释放电能，增加手机待机时间，故B正确； C、手机使用过程中，电池存储的化学能转化为电能，当手机工作时，将电能转化为光能、机械能、内能等，故C错误； D、屏幕是手机最大的电量消耗源之一，降低亮度能显著减小耗电功率，故D错误。 故选：B。 6．我们的国家正在建立节约型社会，节约用电是我们每个公民的义务和责任。下表对不同用电器列出了其中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 【答案】B 【详解】 A．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，A不符合题意； BC．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； D．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。 7．某学校共40个教室，每个教室里装着6盏40W的日光灯，由于注意节约用电，平均每盏每天少开半小时，那么一个月（按30天）可节约电多少度（　　 ） A．144 B．24 C．3.6 D．4.8 【答案】A 【详解】学校灯的总功率 总时间 节约的电能 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 8．为践行“节约用电，低碳生活”理念，小碳同学想关注家里用电情况，他查看了一下上月电能表示数照片是，本月查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．电能表是测量用电器电功率的仪表 B．他家在这段时间内消耗了的电能 C．若只让一个标有“220V1000W”的电热水器正常工作6min，则电能表的圆盘转了300转 D．这个电能表工作时，最大电流不能超过10A 【答案】C 【详解】A．电能表是测量用电器消耗电能的仪表,不是电功率，故A错误； B．他家在这段时间内消耗的电能为 故B错误； C．若只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作6min，则消耗的电能为 电能表的圆盘转的圈数为 故C正确； D．由图可知，这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为40A，因此这个电能表工作时，最大电流不能超过40A，故D错误。 故选：C。 9．据《大江晚报》报道：我市黄山路的路灯开灯时间为晚上7时至次日早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，真是太浪费了，有热心的市民到现场了解，黄山路共有路灯150盏．设每盏灯功率200W，按每天少开1.5小时来计算，每天节约用电 kw•h．按0.50元/（kw•h）的电费计算，每天能节省电费 元． 【答案】 45 22.5 【详解】 由P＝200W＝0.2kw，可知，150盏路灯的总功率为：P＝150×0.2kW＝30KW，每天少开1.5小时，则节约的电能为：W节＝Pt＝30KW×1.5h＝45KW⋅h，又∵按0.5元/Kw⋅h的电费计算，∴节省的电费为：0.5元/Kw⋅h×45KW⋅h＝22.5元． 点睛：已知路灯开关的时间，可以计算出路灯的工作时间，已知路灯的功率，可利用公式W＝Pt计算消耗的电能，已知路灯每天少开的时间和功率，可利用公式W＝Pt计算节约的电能，已知电的价格，便可以计算出节省的电费． 10．四川省为倡导绿色低碳生活和提高节约用电意识，对居民用电采取不同的收费标准，其中之一是按照基本电价收费。基本电价分为两个阶梯：每月用电量240度以下（含）的部分，电费为0.488元/度；每月用电量超过240度的部分，电费是0.538元/度。如图所示，是家住成都的小南家中的电能表月初和月底的示数，这个月小南家里用电是 kW·h，若按照基本电价收费，小南家这个月应交的电费是 元。 【答案】 340 170.92 【详解】 [1]小南家月初的电能表读数为，小南家月末的电能表读数为，则这个月小南家用电量为 [2]因耗电量超过240度，则其中240度电的费用为 超过的耗电量对应的费用为 因此共计应交电费为 11．在生活中节约用电是一种美德，1度电能够使25W的灯泡正常工作_______h；若教室里安装有8盏这样的灯泡，当它们正常工作1h可以使参数为“3000r/（kW•h）”的电能表的表盘转动_______转。 【答案】 40 600 【详解】 [1]由P＝可得，1度电能够使25W灯泡正常工作的时间： ； [2]教室内灯泡消耗的总电能： W′＝nPt′＝8×25×kW×1h＝0.2kW•h， 因“3000r/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能电能表的表盘转动3000转，所以，电能表的表盘转过的圈数： n＝3000r/kW•h×0.2kW•h＝600r。 12．生活中家电待机耗电问题常常被忽视，待机通常是指通过遥控器关闭电器但并不关闭电器电源开关或是没有拔掉电器插头，让电源指示灯一直亮着。 (1)实践小组的同学所在城市以家庭为单位约户，用电器平均每天按待机20h计算，参考下表数据（平均每户家庭电器待机情况），估算每天该城市家庭用电器待机浪费电能的总量约为__________kW·h。 (2)节约用电可行措施 常用电器 电视机 洗衣机 空调 电脑 数量/台 1 1 2 1 待机功耗/（W/台） 10 2 3 10 ①随手关灯：根据公式可知，这样可以节约用电的理由是：____________________。 ②尽量使用节能灯。实践小组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。 ③请你就具体用电情况为家庭节约用电再提两点建议：__________、__________。 【答案】(1) (2)减少用电器的工作时间 48 减少用电器待机耗电 使用电冰箱时减少开冰箱门的次数和时间 【详解】 （1）家庭用电器待机的总功率 3×105户的用电器，平均每天按待机20h计算，每天该城市家庭用电器待机浪费电的总量约为 （2）[1]根据公式可知，随手关灯，可以减少用电器的工作时间，这样可以节约用电。 [2]更换节能灯后，一天可节约用电 [3][4]家庭节约用电的做法有很多，比如，减少电器待机耗电；使用电冰箱时减少开冰箱门的次数和时间等等。 素养提升 13．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 【答案】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。 14．如图所示的是某品牌的普通照明用LED灯的外包装盒，盒子上的三个数据指的是：LED灯的额定功率为“3.5W”，当它正常工作时和“7W”的节能灯或“32W”的白炽灯正常发光的亮度一样。若包装盒上所标注的LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，下列说法正确的是（　　） A．LED灯实际功率最大 B．电流通过LED灯做功最慢 C．白炽灯消耗的电能一定最多 D．相同时间内LED灯消耗的电能最多 【答案】B 【详解】 AB．由题意可知，LED灯、节能灯、白炽灯均正常发光时，3.5W<7W<32W，LED灯的实际功率最小，电流通过LED灯做功最慢，故A错误，B正确； CD．由W=Pt可知，则相同时间内LED消耗的电能最少，如果时间不确定，则无法确定做功多少，故CD错误。 故选：B。 15．额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程中消耗的电能W和通电时间t的关系如图所示。关于这三个用电器，下列判断正确的是（　　） A．正常工作时，电热水壶比电烤箱产生的热量多 B．正常工作时，电热水壶比电饭锅做功快 C．正常工作3min，电流通过电烤箱做的功最多 D．在一个月内，电饭锅消耗的电能一定最少 【答案】B 【详解】 A．由图象知额定电压相同的电热水壶、电烤箱和电饭锅正常工作过程时，在相同时间内，电热水壶消耗的电能最多，电烤箱其次，电饭锅消耗的电能最少，根据P=U2/R知电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小。由Q=W=Pt可知，正常工作的时间未知，无法比较产生热量的多少，故A错误； B．由上分析知，正常工作时，电热水壶比电饭锅功率大，即电热水壶比电饭锅做功快，故B正确； C．正常工作过程时，电热水壶的功率最大、电烤箱其次，电饭锅功率最小，根据W=Pt可知电流通过电热水壶做的功最多，故C错误； D．在一个月内，因不知道通电时间关系，无法比较它们消耗的电能的多少，故D错误。 故选：B。 16．“节电小举动，环保大作为”，同学们在有关家庭节约用电的话题讨论时，下列说法正确的是（　　） A．电饭煲的功率比冰箱更大，但电饭煲每天消耗的电能不一定比冰箱多 B．为了节约用电，教室内的照明灯都应换用功率最小的灯泡 C．为了节约用电，电脑、电视长时间无人使用时，应关闭电源，不要处于待机状态 D．我们用水发电，由于自然界的水是循环的，所以不需要节约用电 【答案】AC 【详解】 A．根据可知，电饭煲消耗电能的多少与电功率大小、通电时间多少有关，电饭煲的功率比冰箱大，但用电时间不一定长，所以电饭煲消耗的电能不一定比冰箱多，故A正确； B．功率小的灯泡，相同时间内消耗的电能少，省电，但亮度低，影响照明，故B错误； C．电脑、电视待机时也消耗电能，所以为了节约用电，电脑、电视长时间无人使用时，应关闭电源，不要处于待机状态，故C正确； D．虽然自然界的水是循环的，但水力发电受多种因素（如水资源分布、季节等）限制，且电能的产生、传输、使用都有成本和资源消耗，节约用电有助于提高能源利用效率、减少能源浪费，所以需要节约用电，故D错误。 故选：AC。 17．小安去商场购买热水壶，发现有甲、乙两款，铭牌信息如下表所示。若不考虑烧水过程中的热量损失，将相同质量和初温的水加热至沸腾（1个标准大气压下），下列分析正确的是（　　） 甲 产品名称 电热水壶 容量 额定电压 220V 额定功率 800W 乙 产品名称 电热水壶 容量 额定电压 220V 额定功率 1500W A．使用甲热水壶可以省电 B．使用乙热水壶可以省电 C．使用甲热水壶所用时间更短 D．使用乙热水壶所用时间更短 【答案】D 【详解】 AB．将质量和初温相同的水加热至沸腾（1个标准大气压下），由Q吸=cm(t-t0)可知，水吸收的热量相同，不考虑烧水过程中的热量损失，热水壶做功W相同，即消耗电能相同（W=Q吸），哪个热水壶都不会省电，故AB错误； CD．由表中数据可知，乙热水壶的电功率大于甲热水壶的电功率，由可知，做功相同时，使用乙热水壶所用时间更短，故C错误，D正确。 故选：D。 18．以下是小明调查自己家里部分用电器的相关参数示例，由此可判断这些用电器工作时消耗电能最快的是 （　　） 家用电器名称 品牌 型号 额定功率（W） 额定电压（V） 能效等级 重量（kg） 电视机 海信 LED55E3H 130 220 3级 11.5 冰箱 海尔 DP9U1 790 220 1级 111 洗衣机 小天鹅 TG100VT616 700 220 1级 71 电热水器 史密斯 E60VDP-B 3000 220 1级 20 A．电视机 B．冰箱 C．电热水器 D．洗衣机 【答案】C 【详解】 电功率是消耗电能快慢的物理量，电热水器额定功率最大，正常工作时消耗电能最快，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选：C。 19．电热安全压力锅解决了普通压力锅的安全隐患，既省时又省电。某电压力锅的额定电压为220V，额定功率为1200W，则其额定电流为 （保留一位小数）；为了减少插头插拔的次数，再给插座安装一个开关，如图甲、乙所示为家庭电路常用的两种墙壁开关，其按钮可绕面板某转轴转动。根据你的生活经验，按动开关 所用的力较小，这是因为按动这种开关时 较大；若某次仅使用上述压力锅正常工作，测得图丙所示电能表的指示灯共闪烁600次，由此可知该过程中压力锅是 （选填“间歇”或“持续”）通电工作。 【答案】 乙 动力臂 间歇 【详解】 [1]由可得电压力锅的额定电流 [2][3]甲、乙两种开关均可在力的作用下绕轴转动，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大、动力越小，因为使用乙时动力臂大、更省力，所以按动开关乙所用的力较小。 [4]表示电路中用电器每消耗的电能，电能表的指示灯闪烁1200次，指示灯闪烁了600次时，电压力锅实际消耗的电能 若电压力锅连续工作，消耗的电能 因为，所以电压力锅是间歇工作。 20．LED灯广泛应用于居家照明、城市夜景美化等，制作LED灯的材料是 （半导体/超导体），若“220V  4.4W”的LED灯可节约90%的电能，则LED灯与功率为 W的普通白炽灯亮度相当；小明家的电能表如图，该家庭电路中允许同时使用的用电器最大总功率为 W；小明发现某用电器工作时，电能表的指示灯在5min内闪烁了300次，这段时间内电路消耗的电能为 kW·h；他将额定功率为2000W，烧水效率为80%的电热水壶单独接入电路中，该电热水壶正常工作，则在一个标准大气压下，要将1L水从20℃加热至沸腾，需要 min。 【答案】半导体 44 4400 0.1 3.5 【详解】 [1]制作LED灯的材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体材料。 [2]根据题意知道，普通白炽灯的功率 [3]由图知道，电能表的工作电压U=220V，额定最大电流I=20A，则该家庭电路中允许同时使用的用电器最大总功率 [4]3000imp/kW•h表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的指示灯闪烁3000次，则电能表的指示灯闪烁300次，电路消耗的电能 [5]由知道，1L水的质量 一个标准大气压下，水的沸点是100℃，水吸收的热量 由知道，电热水壶消耗的电能 由知道，加热需要的时间 21．如图1所示的是某型号电压力锅简化的工作电路图。是阻值为242Ω的保温电阻，是主加热电阻，是阻值为121Ω的副加热电阻。电压力锅煮饭分为“加热升压—保压—保温”三个阶段，通过如图2所示的锅内工作压强与时间关系图像可了解其工作过程。当保压状态结束，饭就熟了，开关S自动接到b，减压进入保温状态。 (1)当电压力锅处于“升压”阶段时，开关S、的状态是 。 (2)当锅内工作压强达80kPa时，主加热电阻停止加热，进入保压状态，当锅内工作压强降至60kPa时，主加热电阻开始加热，在闭合与断开时消耗电能的电功率之比为。则主加热电阻的阻值是多少？ (3)为了减少能量的损耗，设计者对该电压力锅进行了升级改造：、阻值不变，在保压阶段总时间不变的情况下，保压阶段压力降低的时间与压力升高的时间的比值为。则仅保压阶段可以节约的电能是多少？并简要分析改造后的电压力锅用于保温的电阻是变大了还是变小了。 【答案】(1)S接a，S1闭合 (2)60.5Ω (3)1.44×105J，变小了 【详解】 （1）在“升压”阶段，需要让主加热电阻R1和副加热电阻R2同时工作，根据电路图可知，此时开关S应接a，S1应闭合。 （2）当S1闭合时，R1与R2并联，总功率；当S1断开时，只有R2工作，功率。 由题意知，则，得，解得R1＝60.5Ω。 （3）[1]当S1闭合时，R1与R2并联，总功率 当S1断开时，只有R2工作，功率 由图乙可知，改造前，保压阶段总时间为12分钟，压力降低的时间与压力升高的时间相等，均为t1＝6分钟，原来保压阶段消耗的电能 改造后，保压阶段压力降低的时间与压力升高的时间的比值为3︰1，设压力升高时间为t2，则压力降低时间为3t2，因为保压阶段总时间为12分钟不变，那么压力升高时间为3分钟，压力降低时间为9分钟，改造后保压阶段消耗的电能 节约的电能 [2]改造后，保压阶段消耗的电能减少，在相同时间内产生的热量减少，为了保持锅内温度，保温电阻需要消耗更多的电能来补充热量损失，根据，在电压U不变的情况下，功率P增大，电阻R减小，所以改造后的电压力锅用于保温的电阻R0变小了。 22．为了解家中用电情况并提出安全用电、节约用电的建议，某同学对家庭电器用电情况调查如下，家庭电路电压为220V。 (1)求客厅空调正常工作时的电流。 (2)求电水壶正常工作时的电阻。 (3)表中的厨房电器在调查时段内总共消耗的电能为多少kW·h？ (4)该同学利用掌握的电学知识，积极参与街道安全用电、节约用电宣传工作，请帮他完成宣传栏中①或②的提示语。 【答案】 (1)12.5A (2) (3) (4)①不同时使用多个大功率用电器；②不用湿手触摸开关和正在工作的用电器 【详解】 （1）由可得空调正常工作时的电流 （2）由可得 （3）电饭煲消耗的电能 灯消耗的电能 抽油烟机消耗的电能 厨房电器在调查时段内总共消耗的电能 （4）由图可知，①提示语旁为同时使用多个大功率用电器，容易造成电流过大，引发火灾，所以①的提示语为不同时使用多个大功率用电器；②提示语旁为湿手触摸开关和正在工作的用电器，容易触电，所以②的提示语为不用湿手触摸开关和正在工作的用电器。 23．我国茶文化源远流长，茶乡遂川的狗牯脑茶闻名于世，图是小萍家新购置的煮茶器，产品铭牌如表。购买后小萍多次测试，用该煮茶器在额定电压下煮水300s，可将满容量的水从50℃至恰好煮沸（一标准大气压下），已知，。 额定电压（V） 煮水功率（W） 保温功率（W） 满容量（L） 220 1000 220 1.0 (1)求煮茶器正常工作时，保温状态下的电流； (2)求水吸收的热量； (3)小萍在购买煮茶器时，产品销售员声称“通过科技创新，该款煮茶器省时省电，效率高达80%”。请通过计算验证销售员的宣传是否真实。 【答案】(1)1A (2)2.1×105J (3)见解析 【详解】 （1）煮茶器保温状态下的电功率是220W，由可得，煮茶器保温状态下的电流 （2）煮茶器满容量时，水的质量 标准大气压下煮沸这些水，水吸收的热量 （3）标准大气压下煮沸这些水，煮茶器消耗的电能 煮茶器煮水的实际效率 所以销售员的宣传不真实。 迁移创新 24．小雨家住在我国的西北地区，他想建成一个环保节能的小屋，结合西北地区的环境特点要考虑哪些问题？学校科技社团的同学们在社团活动中一起讨论了这个问题。 【项目分解】 ①墙壁保温防寒和隔热降温的材料选择； ②屋顶加装光伏板； ③分析浪费电的现象，讨论节约用电的方法。 任务一：墙壁保温材料选择 (1)西北地区四季和昼夜温差较大，在建造节能小屋时要注意保温防寒，需要在墙体外侧加装保温层，保温材料有泡沫塑料和棉絮两种，哪一种材料的保温性能更好呢？同学们做了这样的实验：用厚度相同的两种材料分别包着装有相同质量和初温相同的热水的密闭烧瓶，放在相同的环境中让它们自然冷却，记录两烧瓶中的水温随时间变化的情况，数据如下表： 时间/min 0 5 10 15 20 25 30 泡沫塑料组水温/℃ 60 51 45 40 35 32 30 棉絮组水温/℃ 60 45 36 33 30 30 30 分析实验数据可知：他们实验时的室内温度是_______℃。在这两种材料中，保温效果比较好的是______________。 任务二：屋顶光伏板选择 (2)光伏发电的核心部件是光伏板，光伏板吸收太阳能的多少与什么因素有关？ 同学们让不同的光伏板对相同的LED灯供电，进行了实验，记录的实验数据如下表： 序号 光伏板的面积/m2 光照时间/min 光伏板表面所涂颜色 LED灯的发光时间/min 1 0.1 10 黑色 30 2 0.1 20 黑色 60 3 0.3 10 黑色 90 4 0.1 10 白色 5 ①该实验中光伏板吸收太阳能的多少是通过______________来反映的； ②分析表中数据可知光伏板吸收太阳能的多少与光伏板的_______、颜色和光照的时间长短有关。根据实验结论同学们选用合适的光伏板。 任务三：分析浪费电的现象，讨论节约用电方法 (3)同学们讨论后认为浪费电的现象有：待机耗电、不使用节能电器等，还有发电厂的线路损耗也不容小觑，发电厂输送电能时，由于电流的_______效应会造成线路损耗。大家讨论后提出方案，在输送功率和线路不变的情况下，通过______________的方法可以大大减少线路损耗。 【项目拓展】 (4)城市为引导居民合理用电，实施了分时电价制度，将一天分为高峰期（电价高）和低谷期（电价低），为适应分时电价，请你提出一种少交电费的使用方法____________________________。 【答案】(1) 30 泡沫塑料 (2) LED灯的发光时间 面积 (3)热 提高输送电压 (4)尽量在用电低谷期使用大功率用电器/避开高峰期使用大功率电器 【详解】 【小题1】热水自然冷却，最终水温稳定后与室温相同，由表格可知水温最终稳定在，因此室内温度是。 相同时间内，泡沫塑料包裹的烧瓶水温下降更慢，说明泡沫塑料保温效果更好。 【小题2】① 实验利用转换法，光伏板吸收太阳能越多，储存电能越多，相同LED灯发光时间就越长，因此通过LED灯的发光时间反映光伏板吸收太阳能的多少。 ② 对比实验1、3，控制光照时间、光伏板表面所涂颜色相同，只改变光伏板面积，LED发光时间不同，说明吸收太阳能的多少与光伏板的面积有关。 【小题3】电流通过输电线时会发热损耗电能，这是电流的热效应。 根据，输送功率不变时，提高输电电压可以减小输电电流，再由焦耳定律得，线路电阻不变时，电流越小，损耗的电能越少，因此通过提高输电电压减少线路损耗。 【小题4】分时电价中低谷期电价更低，因此将非紧急的大功率用电安排在低谷期使用即可少交电费，合理即可。 25．阅读短文，回答问题。 氢燃料电池 氢燃料电池是一种正在推广的环保电池，其工作原理如图甲所示。把氢和氧分别供给阳（负）极和阴（正）极，大部分氢通过阳极向外扩散并与电解质发生反应后，放出的电子通过外部工作电路到达阴极，失去电子的氢离子穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板。 氢燃料电池通常和蓄电池配合使用。蓄电池的寿命可以用“循环寿命”来衡量，是指电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。研究表明不同的放电深度会影响电池的循环寿命。例如一辆氢燃料电池大巴将蓄电池电量从70%用到30%，则这次的放电深度为40%；再次使用前通过氢燃料电池将蓄电池充电到90%后，又用到30%，这次的放电深度为60%，则这两次总共完成了1次100%全循环放电。研究人员以不同的放电深度，对蓄电池进行充放电循环研究，得到了如图乙所示的蓄电池100%全循环放电次数与放电深度的关系。 (1)图甲所示的氢燃料电池正常工作时，通过电动机的电流方向为（　　）（选填字母）。 A．向左 B．向右 (2)某氢燃料电池大巴的驾驶位有可独立控制的通风和加热功能，“”表示加热元器件，则此电路连接应是（　　）（选填字母）。 A． B． C． D． (3)下列充电方案中，最有利于延长蓄电池寿命的是（　　）（选填字母）。 A．用掉总容量的40%充电 B．用掉总容量的80%充电 C．用掉总容量的60%充电 D．只要用电就应及时充电 (4)某辆氢燃料电池大巴每天使用前都充电到蓄电池容量的90%，行驶一天用去的电量为蓄电池容量的50%。按此计算，若一年开车350天共完成______次100%全循环放电。 【答案】(1)A (2)B (3)A (4)175 【详解】 （1）在氢燃料电池中，电子从阳极（负极）流向阴极（正极），电动机中电流方向与电子流向相反，因此电流方向向左。 （2）通风和加热功能需独立控制，说明加热器与电动机并联，且为了使用安全，加热器支路应有独立开关，符合此要求的是选项B。 故选B。 （3）通过乙图坐标可以看出用掉总容量的40%是全循环放电次数最多，全循环7994次，即用掉总容量的40%，充电最有利于延长蓄电池寿命，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 （4）每天用电为蓄电池容量的50%，即一次放电深度为50%，两次50%的放电深度可完成1次100%全循环放电，一年350天，则总次数为 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $