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6 甲同学发现家中接在电路中的电器不开机也不待机却还在耗电，在家长指导下，甲、乙、丙三名同学把一台家用电器插头插在计量插座(如图)上，使它处于不开机也不待机的状态，接入家庭电路的计量插座就能显示用电器该状态下的实际功率，测量数据如表所示(单位:W)。
家 庭 电视机 手机充电器 电 脑 热水器 微波炉 空 调
甲同学家 0.6 0.5 0.9 1.1 0.5 2.4
乙同学家 0.6 0.3 0.8 1.0 0.4 2.8
丙同学家 0.7 0.4 0.7 0.0 0.4 2.2
请回答下列问题:
(1) 家庭电路的电压是220 V，家庭电路中各用电器之间的连接方式是
(2) 在上述测量过程中，通过丙同学家空调的电流是多少安?
(3) 同学们由此得到启示，电器使用后及时拔掉插头。若一天按20 h计算，甲同学家(表中电器各一台)每天至少可节约多少电能?
家 庭 电视机 手机充电器 电 脑 热水器 微波炉 空 调
甲同学家 0.6 0.5 0.9 1.1 0.5 2.4
乙同学家 0.6 0.3 0.8 1.0 0.4 2.8
丙同学家 0.7 0.4 0.7 0.0 0.4 2.2
请回答下列问题:
(1) 家庭电路的电压是220 V，家庭电路中各用电器之间的连接方式是
并联
。(2) 在上述测量过程中，通过丙同学家空调的电流是多少安?
(3) 同学们由此得到启示，电器使用后及时拔掉插头。若一天按20 h计算，甲同学家(表中电器各一台)每天至少可节约多少电能?
答案
(1) 并联 (2) 由表中数据可知，丙同学家空调的功率$P=2.2\ \mathrm{W}$，通过该空调的电流$I=\dfrac{P}{U}=\dfrac{2.2\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=0.01\ \mathrm{A}$ (3) 由表中数据可知，甲同学家中电器在不开机也不待机的状态下的总功率$P_{\mathrm{总}}=0.6\ \mathrm{W}+0.5\ \mathrm{W}+0.9\ \mathrm{W}+1.1\ \mathrm{W}+0.5\ \mathrm{W}+2.4\ \mathrm{W}=6\ \mathrm{W}=0.006\ \mathrm{kW}$，甲同学家每天可节约的电能$W=P_{\mathrm{总}}\ t=0.006\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}=0.12\ \mathrm{kW· h}$
解析
【分析】
本题考查家庭电路的特点及电功率、电能的计算，解题思路如下：
1. 第(1)问：回忆家庭电路中用电器的连接要求，各用电器需独立工作、互不影响，据此判断连接方式。
2. 第(2)问：从表格提取丙同学家空调的待机功率，结合家庭电路电压220V，利用电功率公式$I=\frac{P}{U}$计算电流。
3. 第(3)问：先计算甲同学家所有电器待机状态下的总功率，将总功率单位换算为kW，再根据电能公式$W=Pt$，代入时间20h计算每天节约的电能。
【解析】
(1) 家庭电路中各用电器需要独立工作、互不影响，因此连接方式为并联。
(2) 由表格可知，丙同学家空调待机功率$P=2.2\ \mathrm{W}$，家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$，根据电功率公式$I=\frac{P}{U}$，可得通过空调的电流：
$I=\frac{P}{U}=\frac{2.2\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=0.01\ \mathrm{A}$。
(3) 甲同学家各电器待机状态下的总功率：
$P_{\mathrm{总}}=0.6\ \mathrm{W}+0.5\ \mathrm{W}+0.9\ \mathrm{W}+1.1\ \mathrm{W}+0.5\ \mathrm{W}+2.4\ \mathrm{W}=6\ \mathrm{W}=0.006\ \mathrm{kW}$，
每天节约的电能：
$W=P_{\mathrm{总}}t=0.006\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}=0.12\ \mathrm{kW·h}$。
【答案】
(1) 并联 (2) $0.01\ \mathrm{A}$ (3) $0.12\ \mathrm{kW·h}$
【知识点】
家庭电路的连接、电功率的计算、电能的计算
【点评】
本题结合生活实际，将物理知识应用于家庭用电场景，考查基础的家庭电路特点及电功率、电能的计算，题目难度较低，需要学生准确提取表格数据并熟练运用相关公式。
【难度系数】
0.2
本题考查家庭电路的特点及电功率、电能的计算，解题思路如下：
1. 第(1)问：回忆家庭电路中用电器的连接要求，各用电器需独立工作、互不影响，据此判断连接方式。
2. 第(2)问：从表格提取丙同学家空调的待机功率，结合家庭电路电压220V，利用电功率公式$I=\frac{P}{U}$计算电流。
3. 第(3)问：先计算甲同学家所有电器待机状态下的总功率，将总功率单位换算为kW，再根据电能公式$W=Pt$，代入时间20h计算每天节约的电能。
【解析】
(1) 家庭电路中各用电器需要独立工作、互不影响，因此连接方式为并联。
(2) 由表格可知，丙同学家空调待机功率$P=2.2\ \mathrm{W}$，家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$，根据电功率公式$I=\frac{P}{U}$，可得通过空调的电流：
$I=\frac{P}{U}=\frac{2.2\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=0.01\ \mathrm{A}$。
(3) 甲同学家各电器待机状态下的总功率：
$P_{\mathrm{总}}=0.6\ \mathrm{W}+0.5\ \mathrm{W}+0.9\ \mathrm{W}+1.1\ \mathrm{W}+0.5\ \mathrm{W}+2.4\ \mathrm{W}=6\ \mathrm{W}=0.006\ \mathrm{kW}$，
每天节约的电能：
$W=P_{\mathrm{总}}t=0.006\ \mathrm{kW}×20\ \mathrm{h}=0.12\ \mathrm{kW·h}$。
【答案】
(1) 并联 (2) $0.01\ \mathrm{A}$ (3) $0.12\ \mathrm{kW·h}$
【知识点】
家庭电路的连接、电功率的计算、电能的计算
【点评】
本题结合生活实际，将物理知识应用于家庭用电场景，考查基础的家庭电路特点及电功率、电能的计算，题目难度较低，需要学生准确提取表格数据并熟练运用相关公式。
【难度系数】
0.2
7 新素养 物理观念 白炽灯、节能灯和LED灯是生活中常见的三种照明设备。小明通过市场调查和查阅相关资料，获得以下一些信息：① 三种灯的工作原理不同。白炽灯通过电流加热灯丝使其发光；节能灯利用电流激发荧光管内的汞蒸气发光；LED灯采用半导体材料，电流通过半导体材料时直接产生光。② 光通量是描述光源在单位时间内发出的可见光量的物理量（单位：流明，符号：lm），光效率是反映了光源将电能转换成光能的效率，光效率越高，意味着消耗相同的电能可以产生更多的光能。③ 某品牌白炽灯、节能灯和LED灯的相关数据如表所示。
根据以上信息及所学知识回答下列问题：
（1）白炽灯工作时，将电能转化为光能和
（2）分析比较表中光源的电功率、光通量和光效率的变化情况，可得出初步结论：当光通量相同时，
（3）请在表中“光源”中选择一个作为日常照明设备，并从能源利用等方面说明你选择的理由：
根据以上信息及所学知识回答下列问题：
（1）白炽灯工作时，将电能转化为光能和
内能
。（2）分析比较表中光源的电功率、光通量和光效率的变化情况，可得出初步结论：当光通量相同时，
光效率与电功率成反比
。（3）请在表中“光源”中选择一个作为日常照明设备，并从能源利用等方面说明你选择的理由：
选LED灯，因为正常工作相同时间，LED灯消耗的电能最少，光通量相同，LED灯比白炽灯和节能灯的光效率更高，使用寿命更长
。答案
(1) 内能 (2) 光效率与电功率成反比 (3) 选LED灯，因为正常工作相同时间，LED灯消耗的电能最少，光通量相同，LED灯比白炽灯和节能灯的光效率更高，使用寿命更长
解析
【分析】本题围绕三种照明设备展开，第(1)题需结合白炽灯的工作原理（电流加热灯丝）判断能量转化形式；第(2)题需运用控制变量法，在光通量相同的前提下，对比电功率与光效率的变化规律；第(3)题需结合表格参数，从能源利用角度选择设备并说明理由，考查数据归纳与实际应用能力。
【解析】
(1) 白炽灯工作时，电流加热灯丝使其发光，灯丝温度升高，因此电能除转化为光能外，还转化为内能（热能），故填内能。
(2) 控制变量为光通量（均为1000lm），观察表格数据：白炽灯电功率100W、光效率10；节能灯电功率20W、光效率50；LED灯电功率10W、光效率100。可见，当光通量相同时，电功率越小，光效率越高，即光效率与电功率成反比。
(3) 选择LED灯，理由：相同光通量下，LED灯的电功率最小，正常工作相同时间消耗电能最少，光效率最高，且使用寿命最长，更节能、经济，符合能源利用要求。
【答案】(1) 内能 (2) 光效率与电功率成反比 (3) 选LED灯，因为正常工作相同时间，LED灯消耗的电能最少，光通量相同，LED灯比白炽灯和节能灯的光效率更高，使用寿命更长
【知识点】能量转化、电功率与效率、节能应用
【点评】本题结合生活实际，考查能量转化、控制变量法分析数据及节能意识，体现物理观念的应用，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
(1) 白炽灯工作时，电流加热灯丝使其发光，灯丝温度升高，因此电能除转化为光能外，还转化为内能（热能），故填内能。
(2) 控制变量为光通量（均为1000lm），观察表格数据：白炽灯电功率100W、光效率10；节能灯电功率20W、光效率50；LED灯电功率10W、光效率100。可见，当光通量相同时，电功率越小，光效率越高，即光效率与电功率成反比。
(3) 选择LED灯，理由：相同光通量下，LED灯的电功率最小，正常工作相同时间消耗电能最少，光效率最高，且使用寿命最长，更节能、经济，符合能源利用要求。
【答案】(1) 内能 (2) 光效率与电功率成反比 (3) 选LED灯，因为正常工作相同时间，LED灯消耗的电能最少，光通量相同，LED灯比白炽灯和节能灯的光效率更高，使用寿命更长
【知识点】能量转化、电功率与效率、节能应用
【点评】本题结合生活实际，考查能量转化、控制变量法分析数据及节能意识，体现物理观念的应用，难度适中。
【难度系数】0.6
