例题 4 下表为某电冰箱的部分参数。如果将它单独接在电能表常数为$3000 imp/( kW · h)$的电能表上使其正常工作，问：
额定电压 输入功率 标准耗电量 综合耗电量
220 V 120 W $0.72 kW · h/24 h$ $0.80 kW · h/24 h$
(1) 电能表脉冲指示灯每分钟闪烁多少次?
(2) 利用表中的数据推算：该电冰箱正常工作一个月(按 30 天计算)耗电多少千瓦时?
(3) 如果电冰箱每次启动后连续工作$15 min$，那么该电冰箱每天大约启动多少次?

解析 标准耗电量是按国家标准，环境温度为$16 ∼ 32 ° C$时，该电冰箱在空载稳定运行状态下运行 24 h 的实际耗电量。综合耗电量是按国家标准，环境温度为$16 ∼ 32 ° C$时，该电冰箱在模拟用户使用状态下(即电冰箱按照标准装载负载包)运行 24 h 的实际耗电总量。综合耗电量更接近用户的实际使用。该电冰箱额定电压为220 V，工作时的功率为120 W，每天耗电量为$0.80 kW · h$。
(1) 由于电能表每闪烁3000次耗电$1 kW · h$，设电冰箱正常工作时电能表脉冲指示灯每分钟闪烁 n 次，则电冰箱正常工作$1 min$消耗的电能
$ W = Pt = 0.12 kW × \frac{1}{60} h = 0.002 kW · h $。
电能表脉冲指示灯每分钟闪烁的次数
$ n = 3000 imp/( kW · h) × 0.002 kW · h = 6 imp $。
(2) 电冰箱正常工作一个月消耗的电能
$ W = (0.80 kW · h/24 h) × 30 × 24 h = 24 kW · h $。
(3) 电冰箱每次启动后连续工作$15 min$，消耗的电能
$ W = Pt = 0.12 kW × \frac{15}{60} h = 0.03 kW · h $。
由参数表可知，电冰箱每天消耗的电能为$0.80 kW · h$，则一天内电冰箱启动的次数
$ N = \frac{0.80 kW · h}{0.03 kW · h} \approx 27( 次) $。
说 明 (1) 电能表表盘上的“$3000 imp/( kW · h)$”的意思是，接在这个电能表上的用电器每消耗$1 kW · h$的电能，脉冲指示灯闪烁3000次。电冰箱铭牌所标的“输入功率120 W”指的是电冰箱压缩机工作时的额定功率为120 W，“综合耗电量$0.80 kW · h/24 h$”指的是电冰箱每天实际使用消耗电能$0.80 kW · h$。
(2) 电冰箱每天启动多少次，有的同学可能用24 h 除以15 min，得96次。这主要是由于不清楚电冰箱的工作过程造成的。一天内电冰箱启动后正常工作的时间约为$15 min × 27 = 405 min$，启动的间隔时间为$(60 min × 24 - 405 min)/26 \approx 40 min$，即电冰箱工作15 min 后，大约要停止40 min，然后再启动。

【分析】
1. 对于问题（1）：首先明确电能表常数的物理意义，即消耗$1\ \mathrm{kW·h}$电能时指示灯闪烁3000次。要计算每分钟闪烁次数，需先算出电冰箱正常工作1min消耗的电能，利用公式$W=Pt$，注意单位统一，再结合电能表常数计算闪烁次数。
2. 对于问题（2）：题目说明综合耗电量更接近实际使用，因此直接用每天的综合耗电量乘以一个月的天数（30天），即可得到一个月的总耗电量。
3. 对于问题（3）：先根据$W=Pt$算出电冰箱每次工作15min消耗的电能，再用每天的总耗电量除以单次工作的耗电量，得到每天的启动次数。注意电冰箱是间歇工作，不能直接用总时间除以单次工作时间计算启动次数。
【解析】
(1) 首先统一单位：
电冰箱输入功率 $ P = 120\ \mathrm{W} = 0.12\ \mathrm{kW} $，工作时间 $ t = 1\ \mathrm{min} = \frac{1}{60}\ \mathrm{h} $。
计算1min消耗的电能：
$ W_1 = Pt = 0.12\ \mathrm{kW} × \frac{1}{60}\ \mathrm{h} = 0.002\ \mathrm{kW·h} $。
已知电能表常数为 $ 3000\ \mathrm{imp/(kW·h)} $，则每分钟闪烁次数：
$ n = 3000\ \mathrm{imp/(kW·h)} × 0.002\ \mathrm{kW·h} = 6\ \mathrm{imp} $。
(2) 已知电冰箱每天综合耗电量为 $ 0.80\ \mathrm{kW·h/24h} $，一个月按30天计算，总耗电量：
$ W_{\mathrm{总}} = 0.80\ \mathrm{kW·h/天} × 30\ \mathrm{天} = 24\ \mathrm{kW·h} $。
(3) 每次工作时间 $ t' = 15\ \mathrm{min} = \frac{15}{60}\ \mathrm{h} = 0.25\ \mathrm{h} $，计算单次工作消耗的电能：
$ W_2 = Pt' = 0.12\ \mathrm{kW} × 0.25\ \mathrm{h} = 0.03\ \mathrm{kW·h} $。
每天总耗电量为 $ 0.80\ \mathrm{kW·h} $，则每天启动次数：
$ N = \frac{0.80\ \mathrm{kW·h}}{0.03\ \mathrm{kW·h}} \approx 27 $（次）。
【答案】
(1) 6次
(2) $ 24\ \mathrm{kW·h} $
(3) 27次
【知识点】
电能计算，电能表参数，电功率计算
【点评】
本题结合生活中电冰箱的实际工作场景，考查电能与电功率的计算，需准确理解参数含义，注意电冰箱间歇工作的特点，避免错误使用总时间计算启动次数，培养学生结合实际分析问题的能力。
【难度系数】
0.6