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活动4:评估节电建议的效果
与家人商量后,按照上面的思路对家里的用电器提出节电建议并实施一段时间,看看家里消耗的电能是否减少了。
活动5:迁移运用
某小组同学开展了节约用电学习活动。同学们了解到,家中与学校教室的电灯未能及时关闭,是一种较为普遍的用电浪费现象。此外,学校和家庭生活中家电待机耗电的问题也常被忽视。
(1)小新用电力监测仪测量了家中部分用电器待机状态下的功率,如表1所示,他家这些用电器每天待机浪费的电能总量为
表1
(2)小组同学认为,节约用电应该从点滴小事做起,以下措施切实可行。
①随手关闭电源。根据公式$W=Pt$可知,这样可以节约用电的理由是
②换用节能设备。根据公式$W=Pt$可知,这样可以节约用电的理由是
(3)为了增强大家的节约用电意识,某城市实施分时电价,具体方案如表2所示。
表2
小新留心观察了一下自家电能表,分别记录了他家第一天8:00和21:00,以及第二天8:00这三个时刻的示数,如图乙所示。若按上表的分时电价,则他家这一天应付电费
乙
与家人商量后,按照上面的思路对家里的用电器提出节电建议并实施一段时间,看看家里消耗的电能是否减少了。
活动5:迁移运用
某小组同学开展了节约用电学习活动。同学们了解到,家中与学校教室的电灯未能及时关闭,是一种较为普遍的用电浪费现象。此外,学校和家庭生活中家电待机耗电的问题也常被忽视。
(1)小新用电力监测仪测量了家中部分用电器待机状态下的功率,如表1所示,他家这些用电器每天待机浪费的电能总量为
0.49
kW·h。表1
(2)小组同学认为,节约用电应该从点滴小事做起,以下措施切实可行。
①随手关闭电源。根据公式$W=Pt$可知,这样可以节约用电的理由是
减少了通电时间
。若小新每次使用完机顶盒都及时关闭电源,则按照表1中机顶盒待机的功率和时间,一年365天节约的电能可供电功率为2 000 W的空调工作29.2
h。②换用节能设备。根据公式$W=Pt$可知,这样可以节约用电的理由是
减小了用电器的电功率
。图甲为1 kW·h电能分别让亮度相同的节能灯和白炽灯持续正常工作的时间柱状图,则正常工作相同的时间,节能灯比白炽灯节能80
%。(3)为了增强大家的节约用电意识,某城市实施分时电价,具体方案如表2所示。
表2
小新留心观察了一下自家电能表,分别记录了他家第一天8:00和21:00,以及第二天8:00这三个时刻的示数,如图乙所示。若按上表的分时电价,则他家这一天应付电费
5.6
元。乙
答案
(1)0.49
(2)①减少了通电时间 29.2
②减小了用电器的电功率 80
(3)5.6
【解析】(1)小新家这些用电器每天待机浪费的电能总量 $W_1=P_1t_1+P_2t_2+P_3t_3=0.008\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}+0.005\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}+0.01\ \mathrm{kW}×23\ \mathrm{h}=0.49\ \mathrm{kW·h}$。
(2)①随手关闭电源,可以减少通电时间,根据公式 $W=Pt$ 可知,在功率不变的条件下,消耗的电能减少。机顶盒一年节约的电能$W_2=P_1t=0.008\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}×365=58.4\ \mathrm{kW·h}$,可供空调工作的时间 $t_{\mathrm{空调}}=\frac{W_2}{P_{\mathrm{空调}}}=\frac{58.4\ \mathrm{kW·h}}{2\ \mathrm{kW}}=29.2\ \mathrm{h}$。
②换用节能设备,可以减小用电器的电功率,根据公式 $W=Pt$ 可知,在通电时间不变的条件下,消耗的电能减少。由题图甲可知消耗 $1\ \mathrm{kW·h}$电能,节能灯能正常工作 50 h,白炽灯能正常工作10 h,则白炽灯正常工作 50 h 消耗电能$5\ \mathrm{kW·h}$,所以节能灯和白炽灯都正常工作50 h,节能灯比白炽灯节约了$4\ \mathrm{kW·h}$的电能,即节能$\frac{4\ \mathrm{kW·h}}{5\ \mathrm{kW·h}}=80\%$。
(3)由题图乙可知,第一天8:00、21:00 和第二天8:00 这三个时刻电能表的示数分别为$2455.2\ \mathrm{kW·h}$、$2463.2\ \mathrm{kW·h}$、$2467.2\ \mathrm{kW·h}$,则高峰时段消耗的电能为 $2463.2\ \mathrm{kW·h}-2455.2\ \mathrm{kW·h}=8\ \mathrm{kW·h}$,低谷时段消耗的电能为 $2467.2\ \mathrm{kW·h}-2463.2\ \mathrm{kW·h}=4\ \mathrm{kW·h}$,则应付的电费为$0.55\ \mathrm{元/(kW·h)}×8\ \mathrm{kW·h}+0.30\ \mathrm{元/(kW·h)}×4\ \mathrm{kW·h}=5.6$元。
(2)①减少了通电时间 29.2
②减小了用电器的电功率 80
(3)5.6
【解析】(1)小新家这些用电器每天待机浪费的电能总量 $W_1=P_1t_1+P_2t_2+P_3t_3=0.008\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}+0.005\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}+0.01\ \mathrm{kW}×23\ \mathrm{h}=0.49\ \mathrm{kW·h}$。
(2)①随手关闭电源,可以减少通电时间,根据公式 $W=Pt$ 可知,在功率不变的条件下,消耗的电能减少。机顶盒一年节约的电能$W_2=P_1t=0.008\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}×365=58.4\ \mathrm{kW·h}$,可供空调工作的时间 $t_{\mathrm{空调}}=\frac{W_2}{P_{\mathrm{空调}}}=\frac{58.4\ \mathrm{kW·h}}{2\ \mathrm{kW}}=29.2\ \mathrm{h}$。
②换用节能设备,可以减小用电器的电功率,根据公式 $W=Pt$ 可知,在通电时间不变的条件下,消耗的电能减少。由题图甲可知消耗 $1\ \mathrm{kW·h}$电能,节能灯能正常工作 50 h,白炽灯能正常工作10 h,则白炽灯正常工作 50 h 消耗电能$5\ \mathrm{kW·h}$,所以节能灯和白炽灯都正常工作50 h,节能灯比白炽灯节约了$4\ \mathrm{kW·h}$的电能,即节能$\frac{4\ \mathrm{kW·h}}{5\ \mathrm{kW·h}}=80\%$。
(3)由题图乙可知,第一天8:00、21:00 和第二天8:00 这三个时刻电能表的示数分别为$2455.2\ \mathrm{kW·h}$、$2463.2\ \mathrm{kW·h}$、$2467.2\ \mathrm{kW·h}$,则高峰时段消耗的电能为 $2463.2\ \mathrm{kW·h}-2455.2\ \mathrm{kW·h}=8\ \mathrm{kW·h}$,低谷时段消耗的电能为 $2467.2\ \mathrm{kW·h}-2463.2\ \mathrm{kW·h}=4\ \mathrm{kW·h}$,则应付的电费为$0.55\ \mathrm{元/(kW·h)}×8\ \mathrm{kW·h}+0.30\ \mathrm{元/(kW·h)}×4\ \mathrm{kW·h}=5.6$元。
解析
【分析】
本题以节约用电为背景，考查电能的计算、电功率与电能的关系及分时电价的电费计算。解题时需明确：计算待机总电能时，要将各用电器的待机功率与对应待机时间相乘后求和；利用$W=Pt$分析节电措施时，要区分改变通电时间和改变电功率两种情况；分时电价计算需先算出高峰、低谷时段的用电量，再分别乘以对应电价后求和。
【解析】
(1) 根据公式$W=Pt$，将各用电器的待机功率与对应待机时间相乘后相加，计算待机浪费的总电能：
$W_1=P_1t_1+P_2t_2+P_3t_3=0.008\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}+0.005\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}+0.01\ \mathrm{kW}×23\ \mathrm{h}=0.49\ \mathrm{kW·h}$。
(2) ① 随手关闭电源，是在功率不变时减少了通电时间，根据$W=Pt$，消耗电能减少。机顶盒一年节约的电能：
$W_2=P_1t=0.008\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}×365=58.4\ \mathrm{kW·h}$，
可供2000W（即2kW）空调工作的时间：$t_{\mathrm{空调}}=\frac{W_2}{P_{\mathrm{空调}}}=\frac{58.4\ \mathrm{kW·h}}{2\ \mathrm{kW}}=29.2\ \mathrm{h}$。
② 换用节能设备，是在通电时间不变时减小了用电器的电功率，根据$W=Pt$，消耗电能减少。由图可知，1kW·h电能让节能灯工作50h，白炽灯工作10h；则50h内白炽灯消耗电能$W_{\mathrm{白}}=\frac{50\ \mathrm{h}}{10\ \mathrm{h/kW·h}}=5\ \mathrm{kW·h}$，节能灯消耗1kW·h，节约电能$5\ \mathrm{kW·h}-1\ \mathrm{kW·h}=4\ \mathrm{kW·h}$，节能百分比为$\frac{4\ \mathrm{kW·h}}{5\ \mathrm{kW·h}}×100\%=80\%$。
(3) 由电能表示数可知，高峰时段（8:00-21:00）用电量：$2463.2\ \mathrm{kW·h}-2455.2\ \mathrm{kW·h}=8\ \mathrm{kW·h}$，
低谷时段（21:00-次日8:00）用电量：$2467.2\ \mathrm{kW·h}-2463.2\ \mathrm{kW·h}=4\ \mathrm{kW·h}$，
应付电费：$0.55\ \mathrm{元/(kW·h)}×8\ \mathrm{kW·h}+0.30\ \mathrm{元/(kW·h)}×4\ \mathrm{kW·h}=5.6\ \mathrm{元}$。
【答案】
(1)0.49；(2)①减少了通电时间；29.2；②减小了用电器的电功率；80；(3)5.6
【知识点】
电能的计算（W=Pt）、分时电价的应用、电功率与电能的关系
【点评】
本题结合生活实际，将物理公式$W=Pt$应用于节约用电场景，考查基础计算能力，注重知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题以节约用电为背景，考查电能的计算、电功率与电能的关系及分时电价的电费计算。解题时需明确：计算待机总电能时，要将各用电器的待机功率与对应待机时间相乘后求和；利用$W=Pt$分析节电措施时，要区分改变通电时间和改变电功率两种情况；分时电价计算需先算出高峰、低谷时段的用电量，再分别乘以对应电价后求和。
【解析】
(1) 根据公式$W=Pt$，将各用电器的待机功率与对应待机时间相乘后相加，计算待机浪费的总电能：
$W_1=P_1t_1+P_2t_2+P_3t_3=0.008\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}+0.005\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}+0.01\ \mathrm{kW}×23\ \mathrm{h}=0.49\ \mathrm{kW·h}$。
(2) ① 随手关闭电源，是在功率不变时减少了通电时间，根据$W=Pt$，消耗电能减少。机顶盒一年节约的电能：
$W_2=P_1t=0.008\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}×365=58.4\ \mathrm{kW·h}$，
可供2000W（即2kW）空调工作的时间：$t_{\mathrm{空调}}=\frac{W_2}{P_{\mathrm{空调}}}=\frac{58.4\ \mathrm{kW·h}}{2\ \mathrm{kW}}=29.2\ \mathrm{h}$。
② 换用节能设备，是在通电时间不变时减小了用电器的电功率，根据$W=Pt$，消耗电能减少。由图可知，1kW·h电能让节能灯工作50h，白炽灯工作10h；则50h内白炽灯消耗电能$W_{\mathrm{白}}=\frac{50\ \mathrm{h}}{10\ \mathrm{h/kW·h}}=5\ \mathrm{kW·h}$，节能灯消耗1kW·h，节约电能$5\ \mathrm{kW·h}-1\ \mathrm{kW·h}=4\ \mathrm{kW·h}$，节能百分比为$\frac{4\ \mathrm{kW·h}}{5\ \mathrm{kW·h}}×100\%=80\%$。
(3) 由电能表示数可知，高峰时段（8:00-21:00）用电量：$2463.2\ \mathrm{kW·h}-2455.2\ \mathrm{kW·h}=8\ \mathrm{kW·h}$，
低谷时段（21:00-次日8:00）用电量：$2467.2\ \mathrm{kW·h}-2463.2\ \mathrm{kW·h}=4\ \mathrm{kW·h}$，
应付电费：$0.55\ \mathrm{元/(kW·h)}×8\ \mathrm{kW·h}+0.30\ \mathrm{元/(kW·h)}×4\ \mathrm{kW·h}=5.6\ \mathrm{元}$。
【答案】
(1)0.49；(2)①减少了通电时间；29.2；②减小了用电器的电功率；80；(3)5.6
【知识点】
电能的计算（W=Pt）、分时电价的应用、电功率与电能的关系
【点评】
本题结合生活实际，将物理公式$W=Pt$应用于节约用电场景，考查基础计算能力，注重知识的实际运用，难度适中。
【难度系数】
0.6
