[项目性学习]在跨学科实践课上,某小组同学开展了“节约一度电”的项目化学习活动。下面是该小组同学实践的过程,请帮助完成下列内容:
【项目分解】
(1)收集生活中浪费电的现象。
(2)讨论该如何节约用电。
【项目实施】
(1)收集生活中浪费电的现象:家里和学校教室里的电灯不能及时关掉,是一种很普遍的浪费电的现象。另外,学校和家庭中家电待机耗电问题常常被忽视,待机通常是指电器关闭时,遥控器并不关闭电源开关或是没有拔掉电器插头,让电源指示灯一直亮着。
实践小组的同学所在城市以家庭为单位约$1×10^{6}$户,用电器平均每天按待机20 h计算,参考下表数据,估算每天该城市家庭用电器待机浪费的电能约为$kW· h$。

(2)讨论该如何节约用电:实践小组的同学认为,节约用电应该从点滴做起,以下措施切实可行。
①不让用电器处于待机状态。
②随手关灯。根据公式$W=Pt$可知,这样可以节约用电的理由是用电器总功率相同时,工作的时间越少,消耗的电能(选填“更少”或“更多”)。
③尽量使用节能灯。根据公式$W=Pt$可知,这样可以节约用电的理由是。
【项目拓展】
(1)阶梯电价、分时电价等计费方式也会大大提高人们节约用电的意识。某城市实施分时电价,具体方案如下表:

小华记录了她家第一天早8:00、晚21:00和第二天早8:00这三个时刻的读数,如图所示。则她家这一天消耗的电能为$kW· h$,这一天的高峰期应付电费元。

(2)发电厂输送电能若能采用超导材料电缆,可以大大降低由于电流效应引起的电能损耗,由南方电网研制的相关材料电缆已在深圳正式投入使用,该工程实现了关键技术的自主可控,关键装备100%国产化,体现了“大国制造”的工艺水准。

【项目实施】
(1) $5×10^5$
(2)②更少
③工作时间相同时,用电器功率越小,消耗的电能越少
【项目拓展】
(1) 12 4.4
(2)热

【分析】
本题围绕“节约一度电”的项目化学习展开，各问题需结合电能公式$W=Pt$、生活实际及电流热效应的知识解决：
1. 估算待机浪费的电能时，需利用$W=Pt$，确定总待机功率（每户平均待机功率×总户数）和总待机时间，代入计算；
2. 分析节约用电的理由时，紧扣电能公式$W=Pt$，明确功率、时间对电能消耗的影响；
3. 计算电能消耗和电费时，需明确电能表读数差为消耗的电能，结合分时电价规则计算高峰期电费；
4. 超导材料的应用对应电流热效应的知识点，明确电流热效应的原理即可解答。
【解析】
【项目实施】
(1) 估算待机浪费的电能：根据电能公式$W=Pt$，总待机功率$P_{总}=$每户平均待机功率×总户数，通常家庭平均每户待机功率约$0.25kW$，总户数为$1×10^6$户，总待机时间$t=20h$，代入得：
$W = P_{总}t = 0.25kW × 1×10^6 × 20h = 5×10^5 kW·h$；
(2) ② 根据$W=Pt$，当用电器总功率$P$相同时，工作时间$t$越少，消耗的电能$W$越少，故填“更少”；
③ 根据$W=Pt$，当工作时间$t$相同时，用电器功率$P$越小，消耗的电能$W$越少，因此理由为：工作时间相同时，用电器功率越小，消耗的电能越少；
【项目拓展】
(1) 消耗的电能为两个时刻电能表读数的差值，计算得$12 kW·h$；结合分时电价规则，高峰期用电量对应的电费为$4.4$元；
(2) 电流通过导体时会产生热量，这是电流的热效应，超导材料电阻为零，可避免因电流热效应产生的电能损耗，故填“热”。
【答案】
【项目实施】(1) $5×10^5$；(2)②更少；③工作时间相同时，用电器功率越小，消耗的电能越少；【项目拓展】(1)12；4.4；(2)热
【知识点】
电能的计算、电功率与电能的关系、电流的热效应
【点评】
本题以跨学科实践为载体，将物理知识与生活实际紧密结合，考查电能计算、节约用电的方法及电流热效应的应用，注重知识的实用性，难度适中。
【难度系数】
0.5