第十五章 电功与电热 综合实践活动 第11课时 学案

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第11课时 综合实践活动
教材导读
1．经历探究家庭中用电线路的过程，会画自家的家庭电路图．
2．经历探究家庭消耗电能的多少与哪些因素有关的过程，尝试总结相应的结论．
3．经历探究分时段定电价意义的过程，关注人、社会、自然的和谐发展．
你能掌握这些知识要点吗？
一、探究自己家的用电线路
1．一般情况下，家庭电路布线都是分路铺设的，分为照明、插座、电热水器以及空调共四路，它们分别与安装在供电箱上的四个空气开关相连．而供电箱中的总开关与户外的_______相连，并进一步连在由户外供电电缆接入的_______上，检查家庭用电线路结构的办法是分段停电法．例如，先将所有用电器全部接通，然后分别断开供电箱上的_______，再检查是哪些电器停止了工作，那么这个_______就是控制这一电路的．检查插座电路时可以插上台灯等用电器，以使其用电情况显性化，特别提醒同学们注意，探究自己家的用电线路时，会涉及连接或断开电路，所以必须严格按照防止触电的_______进行，而且必须是在家长在场的情况下进行，以避免发生人身伤害事故．
2．调查自己家的用电线路，在下面的虚线框中画出其电路图．
3．注意观察你家的用电线路中有哪些仪器或电器，并将其名称和规格写在下面的横线上．电能表：______________________________________________________________．
_______；____________________________________________________________________．
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二、测量各用电器的实际功率
认真阅读教材P26～P27“测量各用电器的实际功率”的内容，完成下列填空．
1．实验中，如果所有用电器全部关闭后，电能表的转盘仍然在转，那么原因可能有两种：一是可能仍有没有被注意到的用电器在工作，二是可能有漏电情况发生，应_______后再进行实验．
2．孙岩同学在家长陪同下做此实验时，观察某一用电器连续工作6min时电子式电能表指示灯闪烁的次数，发现其数值是该用电器连续工作了3 min时指示灯闪烁次数的2倍，这说明，家庭电路消耗电能的多少与_______有关．
3．孙岩同学将几个用电器同时工作3 min，电子式电能表指示灯闪烁的次数与各用电器单独工作3 min时指示灯闪烁次数的总和相比，发现基本相等，这说明，家庭电路消耗电能的多少与用电器的_______有关．
4．孙岩同学又发现，根据表中数据计算出的用电器的实际功率与用电器铭牌上标出的额定功率不完全相等．根据P＝＝UI分析，可能电路有漏电、发热等现象．在用电器正常工作时，电能表记录的电能W1比用电器消耗的电能_______（多／少），则计算出来的实际功率比用电器的额定功率_______（大／小）；也可能电路没有漏电，电线几乎不发热，但实际电压低于（或高于）用电器的_______电压，如果实际电压低于用电器的_______电压，电能表记录的电能W1比用电器正常工作消耗的电能W2_______（大／小），则计算出的实际功率比用电器的额定功率_______（大／小）．还有可能是电能表本身存在质量问题，用电器的标定值不准确等．
三、探究分时段定电价的实际意义
分时段定电价的主要意义在于：一是对供电部门来说可以移_______填_______，合理利用_______资源，缓解_______紧张的局面，提高电网设施的利用率，节约能源；二是对居民来说可以节约_______的支出，这种调配一举两得，利国利民．
例题精讲
例1　炎热的夏天到了，小军的父亲想添置一台1000 W的空调机，他要小军从安全用电方面考虑，帮助解决这一问题．为此小军对家中的用电情况进行了调查，记录如下表所示．
(1)试通过计算说明在小军家中原有电路上安装这样一台空调是否安全．
(2)为了保证小军家能安装这台空调机，请你从安全用电的角度考虑，帮助小军提出合理的解决办法，
提示：判断原来的电路安装空调是否合适，关键是判断安装空调后的总功率是否符合原来电路的要求．如果不合适，应更换线路使之成为符合要求的电路或单独给空调铺设电路等．
解答：(1)电能表允许负载最大功率P最大＝UI＝220 V×10 A＝2 200 W．现有用电器总功率P总＝40 W×8＋100 W＋150 W＋100 W＋750 W＝1 420 W．如果再装上空调机，总功率为1420 W＋1 000 W＝2 420 W>2 200 W，超过电能表允许负载的最大电功率，所以原有电路上不能再安装一台1000 W的空调机．
(2)①换用允许通过更大电流的电能表；②另外拉一条线路供空调机专用；③换用熔断电流更大的保险丝，同时应考虑电线的安全性．
点评：电能表上所标电压为正常工作电压，所标电流为正常工作电流，电能表上所标的电压与电流的乘积，即电能表允许的电路中用电器的最大总功率．
例2　供电局以每两个月为一个抄表计费周期，小明家收到2010年1、2月的电费通知单，通知单上附有他家最近几个月的用电量图表，如图所示．
(1)根据以上图表提供的信息，填写以下表格中的空格．
(2)与2009年11、12月相比较，小明家2010年1、2月多用了一个额定电压220 V、额定功率1100 W的电暖器，其他用电器的使用情况与2009年11、12月相同．这台电暖器在额定电压下工作时电流多大？请你估算小明家2010年1、2月使用电暖器共多少小时？
提示：本题要能读懂图像信息，如2009年11、12月的用电量，2010年1、2月的用电量，然后根据题意进行解答．
解答：(1) 339.0 　　537.0
点评：本题的信息主要来源于图像信息和文字信息，同学们要能从中找出有用的信息，
例3　小刚同学新买了一台电子节能灯，他想知道该灯的功率是多大．他关闭了家中其他用电器，只让这台电子节能灯工作10 min，发现家中标有2 500 r/(kW h)电能表的转盘转过了10 r．该电子节能灯10 min消耗的电能是多少？实际功率为多大？
提示：“2 500 r／(kW h)”表示消耗1kW h的电能电能表转盘转过2 500 r，则10 r消耗的电能为×1 kW h，再由公式P＝可计算出电功率．
点评：要注意kW h和J之间的换算关系，1 kW h＝3.6×106 J．
例4　为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，降低居民的用电费用，某市部分地区已使用了分时电能表，电费的价目如下表所示．
小明家每天要用电水壶将质量为4 kg，初温为20℃的水烧开，已知气压为标准大气压时水的比热容为4.2×103 J/(kg．℃)，求：
(1)烧开的这些水吸收了多少热量？
(2)使用分时电能表后，小明把烧水的时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，1个月（以30天计）比原来节省多少元电费？
提示：先根据吸热公式计算出烧开一壶水需要的热量，因为不计热损失，这就是烧开一壶水所消耗的电能，然后再根据一个月烧水消耗的电能，以及峰谷电价差计算出节省的电费．
解答：(1)烧开一壶水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg．℃)×4 kg×(100℃
－20℃)＝1. 344×106 J．
(2)烧开一壶水消耗的电能W＝Q＝1.344×106 J＝0.37 kW h．1个月消耗的电能W总＝30×0.37 kW h＝11.1 kW h．在高峰期，1度电是0.55元，在低谷期，1度电是0.30元．低谷期比高峰期1度电少0. 25元，这样，1个月节省的电费是11.1 kW h×0.25元/(kW h)＝2.775元．
点评：本题的计算不难，主要告诉我们如何处理好用电问题．在低谷期烧水用电比在高峰期烧水用电，既节省了开支，又缓解了用电矛盾，对国家、对个人都有利，从这道题中，我们主要学习处理问题的方法．
热身练习
1．很多家用电器都有待机功能，比如电视机可以用遥控器关机而不必断开电源．这一功能虽给人们带来方便，但电视机在待机状态下仍有能耗．小明家彩色电视机待机功率为8W，每天平均待机时间20 h，则每天待机耗电_______kW h．若能及时断开电源，他家每月可以节约电费_______元．[电价为0. 45元/(kW h)，每月按30天计算]
2．如图所示是徐洁同学记录家中一周内的用电情况，下列说法中正确的是 ( )
A．周一白天用电比傍晚多 B．周四夜晚用电比周五夜晚多
C．每天的用电高峰在傍晚 D．周三傍晚用电2 kW h
3．通常用电器上的电压并不等于额定电压，我们可以借助电能表测出用电器的实际工作电压．现在家中只接入1只电热水壶，测得电能表的转盘转过125 r用了121 s．电热水壶的铭牌如图甲所示，电能表表盘如图乙所示．求此时电热水壶的实际工作电压．（设电热水壶电阻不变）
4．为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，降低居民的用电费用，某市部分地区已使用了分时电能表，电费价目表如下表所示．
(1)使用分时电表后，为了节省电费，小明将自家用电水壶烧开水安排到用电低谷期，并且观察到只有电水壶烧水时，家里电能表[标有3 000 r/(kW h)]1 min表盘转36 r，20 min烧开一壶水．如果小明家每天烧两壶开水，请你估算仅利用水壶烧水一项，小明家一个月(30天)节约电费多少元？
(2)综合上述问题和背景资料，谈谈安装分时电表、实行分时计价后，除了部分居民可以节省一些电费外，还有哪些好处？（写出一点即可）
参考答案
1．0.16 2.16　 2．D 　3．200V 4．(1)2.6元　(2)可以合理分配用电时间（或减小电网功率过大的压力）
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