《2025年金太阳导学案九年级物理全一册人教版》

1. 图甲是小瑜家配电箱里的低压断路器（空气开关），它会在电路发生______的情况下自动切断电路，以保证安全，图乙是小文家楼道里的声光控延时开关，声传感元件能把声信号转化为______信号来控制开关。

答案： 短路；电
解析：低压断路器在电路短路时自动切断电路保护安全。声传感元件将声信号转化为电信号控制开关。

2. 家中很多电器在不使用的时候常处于待机状态，已知电视机待机时的功率为3W，空调待机时的功率为5W，洗衣机待机状态功率为2W，若平均每天这三个电器待机时长为20h，则一个月（按30天）浪费的电能为______kW·h。

答案： 6
解析：总待机功率$P = 3W+5W+2W=10W = 0.01kW$，总时间$t=20h×30 = 600h$，电能$W=Pt=0.01kW×600h = 6kW·h$。

3. 如图所示的是小明家的电能表表盘，小明只将某家用电器单独接在电路中正常工作6min，电能表转盘转了300转。该家用电器的额定功率是______W，则这个家用电器可能是______（选填“电热水壶”“台灯”或“电视机”）。

答案： 1000；电热水壶
解析：电能表参数$3000r/(kW·h)$，转盘转300转消耗电能$W=\frac{300r}{3000r/(kW·h)}=0.1kW·h$，时间$t = 6min=\frac{6}{60}h = 0.1h$，功率$P=\frac{W}{t}=\frac{0.1kW·h}{0.1h}=1kW = 1000W$，电热水壶功率接近1000W。

4. 电能表是测量______的仪表，小明家的电能表如图所示，他想知道这个电能表是否准确，于是单独将一只标准有“220V 60W”字样的灯泡接入电路，此时灯泡正常发光，检测中发现2min电能表的转盘转了7转；由此判断转盘转速______（选填“偏快”“偏慢”或“准确”）。

答案： 电能；偏快
解析：灯泡正常发光功率$P = 60W=0.06kW$，时间$t = 2min=\frac{2}{60}h=\frac{1}{30}h$，消耗电能$W = Pt=0.06kW×\frac{1}{30}h = 0.002kW·h$，理论转盘转数$n=0.002kW·h×3000r/(kW·h)=6r$，实际转7转，所以偏快。

5. 如图甲所示的是小明家的电饭锅，从铭牌上可知该电饭锅为三级能效，额定电压为220V，加热功率为1000W。电饭锅的简化电路如图乙所示，有加热和保温两挡，$R_{1}$和$R_{2}$均为发热电阻，且阻值不随温度的变化而改变。
(1) 电饭锅在加热挡正常工作时的电流和$R_{1}$的阻值。

答案： 4.5A；48.4Ω
解析：
(1) 电流$I=\frac{P_{加热}}{U}=\frac{1000W}{220V}\approx4.5A$，$R_{1}=\frac{U^{2}}{P_{加热}}=\frac{(220V)^{2}}{1000W}=48.4Ω$。

(2) 小明用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里其他用电器，让电饭锅在“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5min内转了30圈。该电饭锅的保温功率为多少？

答案： 120W
解析：
(2) 消耗电能$W=\frac{30r}{3000r/(kW·h)}=0.01kW·h$，时间$t = 5min=\frac{5}{60}h=\frac{1}{12}h$，保温功率$P_{保温}=\frac{W}{t}=\frac{0.01kW·h}{\frac{1}{12}h}=0.12kW = 120W$。

(3) 在加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）应不低于80%。小明对电饭锅进行测试：在“加热”状态下，将温度为20℃、质量为2kg的水加热到100℃，电饭锅正常工作用时800s。请通过计算判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效。

答案： 达到了三级能效
解析：
(3) 水吸收热量$Q=cmΔt = 4.2×10^{3}J/(kg·℃)×2kg×(100℃ - 20℃)=6.72×10^{5}J$，消耗电能$W = P_{加热}t=1000W×800s = 8×10^{5}J$，效率$η=\frac{Q}{W}×100\%=\frac{6.72×10^{5}J}{8×10^{5}J}×100\% = 84\%\geq80\%$，达到三级能效。

(4) 若该电饭锅升级为一级能效（热效率不低于90%），则在(3)过程中至少可以节约多少电能？

答案： 53333J
解析：
(4) 效率90%时消耗电能$W'=\frac{Q}{η'}=\frac{6.72×10^{5}J}{90\%}\approx7.4667×10^{5}J$，节约电能$ΔW=W - W'=8×10^{5}J-7.4667×10^{5}J = 53333J$。