《2025年学习指要九年级物理全一册人教版》

5.(1806,1810)大多数用电器在待机状态也会消耗电能。以1 000个家庭的社区为例,假设每个家庭所有用电器待机时的总功率为22 W,每天处于待机状态的时间为20 h,则:
(1)当一个家庭的所有用电器均处于待机状态时,这个家庭干路电流约为多少安?
(2)该社区每天因为用电器待机而浪费的总电能约为多少千瓦时?
(3)通过上述计算,请写出一种节约用电的方法。

答案：
(1) 已知每个家庭所有用电器待机时的总功率 $P = 22 W$，家庭电路的电压 $U = 220 V$。
根据 $P = UI$，可以求出干路电流 $I$：
$I = \frac{P}{U} = \frac{22 W}{220 V} = 0.1 A$。
结论：当一个家庭的所有用电器均处于待机状态时，这个家庭干路电流约为 $0.1 A$。
(2) 已知每个家庭所有用电器待机时的总功率 $P = 22 W = 0.022 kW$，每天处于待机状态的时间 $t = 20 h$，社区家庭数量 $n = 1000$。
根据 $W = Pt$，可以求出该社区每天因为用电器待机而浪费的总电能 $W_{总}$：
$W_{总} = nPt = 1000 × 0.022 kW × 20 h = 440 kW\cdoth$。
结论：该社区每天因为用电器待机而浪费的总电能约为 $440 kW\cdoth$。
(3) 节约用电的方法：
结论：当暂时不使用用电器时，可以选择关闭电源，以减少待机耗电。

1.(1806,1810)为节约用电,国家提倡居民在夏季期间空调温度定在26~28°C。为响应倡导,某同学将家中的一台额定电压为220 V,制冷额定功率为1 000 W的空调,温度设定从原来24°C改为28°C,仅此一项措施,家中的电能表平均每天少走2.5 kW·h。
求:
(1)这台空调正常制冷时,工作电流是多少(计算结果保留一位小数);
(2)这台空调一个月(按30天计算)可节约电能多少千瓦时;
(3)若边远山区的“希望小学”,每间教室仅有两盏“220 V 40 W”电灯,那么该同学家中的这台空调一个月所节约的电能,可供这两盏电灯正常发光多少小时。

答案：
(1) $P = UI$
$I = \frac{P}{U} = \frac{1000 W}{220 V} \approx 4.5 A$
答：工作电流是 4.5 A。
(2) $E = 2.5 kW·h/天 × 30 天 = 75 kW·h$
答：一个月可节约电能 75 kW·h。
(3) $P_{灯总} = 2 × 40 W = 80 W = 0.08 kW$
$t = \frac{E}{P_{灯总}} = \frac{75 kW·h}{0.08 kW} = 937.5 h$
答：可供这两盏电灯正常发光 937.5 h。

2.(1806,1810)某学校共有80间教室,原来每间教室内装有20盏白炽灯,如图甲所示,其铭牌如图乙所示,在校园环境改造中,为了提升照明效果,节约用电,每盏白炽灯都改换成了“220 V 12 W”的节能灯管。求:

(1)每一盏节能灯管正常工作时的电流约是多少安(保留两位有效数字);
(2)若不考虑灯丝电阻随温度的变化,原来每间教室内白炽灯的总电阻为多少欧;
(3)如果这所学校每天所有教室正常照明时间为10 h,换用节能灯后,每个月(按30天计)大约可节省多少度电。

答案：
(1)节能灯管正常工作时，已知额定功率$P=12\,W$，额定电压$U=220\,V$，由$P=UI$得电流$I=\frac{P}{U}=\frac{12\,W}{220\,V}\approx0.055\,A$。
(2)白炽灯铭牌“PZ220-40”表示额定电压$U=220\,V$，额定功率$P=40\,W$。由$P=\frac{U^2}{R}$得一盏白炽灯电阻$R_1=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\,V)^2}{40\,W}=1210\,\Omega$。20盏并联，总电阻$R_{总}=\frac{R_1}{20}=\frac{1210\,\Omega}{20}=60.5\,\Omega$。
(3)原来每间教室功率$P_{原间}=20×40\,W=800\,W$，80间总功率$P_{原}=80×800\,W=64000\,W=64\,kW$；更换后每间功率$P_{新间}=20×12\,W=240\,W$，总功率$P_{新}=80×240\,W=19200\,W=19.2\,kW$。功率差$\Delta P=64\,kW-19.2\,kW=44.8\,kW$，时间$t=30×10\,h=300\,h$，节省电能$W=\Delta P\cdot t=44.8\,kW×300\,h=13440\,kW\cdoth=13440$度。
(1)$0.055\,A$；
(2)$60.5\,\Omega$；
(3)$13440$度。