人教版九年级全一册18.1电能电功同步练习（有解析）

人教版九年级全一册 18.1 电能 电功 同步练习
一、单选题
1．某同学仔细观察家中的四种电器，发现它们上面都标有“220V 150W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生热量最多的是（　　）　
A．暖手宝 B．电视机 C．电冰箱 D．抽油烟机
2．关于如图所示的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量消耗电功率的仪表
B．从表中可以看出，它所测量的电路消耗了200kW·h的电能
C．只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作10h，转盘转720圈
D．该电能表的单位为焦耳
3．如图甲，电源电压保持不变，闭合开关S，变阻器滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图乙所示 以下分析错误的是（　　）
A．电源电压是3V
B．R1的电阻值是10Ω
C．R2的最大电阻值是20Ω
D．当滑片P移到中点时，电阻R1工作10s消耗4J的电能
4．生活中我们用到各种电器，以下的用电器中，工作时能量转化的主要形式与其他不同的是（　　）
A．电饭煲 B．电风扇 C．电水壶 D．电烙铁
5．一段由同种材料做成的粗细不同的电阻线，电阻线AO与电阻线OB的长度相等。如图所示，当把它们串联接入某一电路中时，两段电阻线的电阻、电流、电压及相同时间电流所做的电功的大小，下列判断正确的是（　　）
A．RAO>ROB B．IAO＜IOB C．UAO>UOB D．WAO＜WOB
6．以下所列家用电器中，正常工作时，电能主转化为机械能是（　　）
A．电视机 B．电水壶
C．电饭煲 D．电风扇
7．下列选项中都能说明在一定条件下，机械能和电能可以相互转化的是（　　）
A．“流水带动水轮机转动”和“电能通过电网从西部送到东部”
B．“三峡大坝放水发电”和“正常工作的电扇吹出凉风”
C．“水果电池点亮小灯泡”和“滚桶洗衣机工作时使水和衣服转动”
D．“用饭锅把饭煮熟”和“用充电器给手机电池充电”
8．如图是小王家的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．电能表的读数为56378kW·h
B．这个电能表正常工作的电压为380V
C．这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D．小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次
9．如图，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中装置内的空气被压缩时内能减小
B．图乙中电能表表示本月用电123.4kW·h
C．图丙中验电器的金属箔张开是由于同种电荷相互排斥
D．图丁中内燃机在做功冲程中将机械能转化为内能
10．甲乙两个小灯泡串联，闭合开关，甲乙两灯两端的电压之比为1∶2，工作一段时间后甲乙两灯消耗的电能之比是（　　）
A．1:2 B．3:1 C．2:1 D．1:3
11．电能表的表盘如图所示，关于电能表下列说法正确的是（　　）
A．电能表是直接测量电功率的仪表
B．“10（20）A”是说这个电能表的额定最大电流是10A
C．表上数据显示该电能表累计消耗电能1215.0度
D．“600r/(kW·h)”表示接在此表上的用电器每消耗1kW·h的电能，表上的转盘转过600转
12．如图所示的用电器工作时主要将电能转化为机械能的是（　　）
A．台灯
B．电视机
C．洗衣机
D．电饭锅
二、填空题
13．“电磁学上规定单位时间通过导体任一横截面的电荷量，叫电流强度，简称电流”。家庭用电电压是220V，某导体10秒钟通过它的横截面的电荷量为3C，则电流为______A，求这段时间内该电流做的功是______J。
14．如图所示的是小亮家的电能表，其示数为_______kW·h。每消耗lkW·h电能，电能表的指示灯闪烁800次，小亮关闭家中其它用电器，让家中的电饭锅单独工作，观察到电饭锅工作10min指示灯闪烁80次，则电饭锅消耗电能为______ 。
15．一个电水壶内装有2kg水，将这些水由25oC加热到75oC，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
（1）热水器工作时将______能转化为内能；
（2）请计算出水吸收的热量______。
16．请你写出两个以“焦耳”为单位的物理量_______、_______。
三、综合题
17．小亮是一个科技迷，他在网上购买一些器材准备组装成了一艘智能太阳能混合动力航模船，它的动力系统由太阳能电池组、蓄电池组和螺旋桨电机组成，小亮设想有阳光时通过太阳能电池板直接驱动航模前进，没有阳光或者夜晚使用蓄电池驱动。游船照明采用节能LED灯代替普通灯泡。下表为小亮购买元件的部分技术参数。
太阳能电池板 蓄电池 螺旋桨电机 LED灯 普通灯泡
面积0.1m2 容量5000mAh 6V 6V3W 6V15W
光电转换效率20% 额定电压6V 效率80% 发光效率90% 发光效率10%
（1）太阳能是可再生能源，阳光照射时太阳能电池将太阳能转化为 ______能 ，采用LED灯不仅节能，而且发光亮度高。正常发光时表中LED灯是普通灯泡亮度的______倍；
（2）使用蓄电池驱动，蓄电池电量剩余20％自动切断电路进行自我保护。船模在以1米/ 秒前进时受到的阻力是2牛，充满电的蓄电池可以维持使船模以这个速度航行多少小时？( )（不计其他能量损失）
（3）已知船航行时，所受的阻力与航速的平方成正比（即f=kv2，其中k为常数）。用太阳能电池驱动时，航模的最大速度是多少？（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算）( )
【注意：（2）（3）两问要有计算过程】
18．阅读材料，回答问题
氢燃料电池车
氢燃料电池车的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板，经过铂的催化，氢原子中的电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池的阴极板，而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子只能经外部电路，到达燃料电池的阴极板从而在外电路中产生电流，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子结合为水。由于供给l极板的氧原子可以在空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢气，给阴极板供应空气，并及时把水（水蒸气）带走，就可以不断地提供电能，经逆变器、控制器等装置供给电动机，再通过传动系统、驱动桥等带动车轮转动，就可使车辆在路上行驶，与传统汽车相比氢燃料电池车的能量转化效率高达，为内燃机的倍，燃料电池的燃料是氩气，生成物是清洁的水，因此，氢燃料电池丰是真正意义上的零排放、零污染的车。
（1）氢燃料电池车的优点是①______；②______。
（2）燃料电池中的阴极板相当于电池的______（选填“正极”或“负极”），从氢原子分离的电子在外电路中定向运动的方向和电路中电流的方向______（选填“相同”或“相反”）。
（3）现有一辆电动汽车，其电池的规格为充满电后其储存的电能为______J。若这些能量用转换效率为60%的燃料电池提供，对比能量转换效率为30%的柴油发电机，可节约______J的能量。
19．目前，化石燃料是人类生产、生活的主要能源。随着全球能量使用的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。世界各国人民的节能意识正在日趋增强，科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化效率等方面，做着积极的努力。请你回答：　
(1)已知在220V、2A的条件下，通电36min可电解9.9g水，电解这些水过程中是电能转化为______，请求出电解这些水需要的电能是多少？( )
(2)若氢气的热值为1.43×107J/kg，则电解9.9g水能产生1.1g氢气，这些氢气完全燃烧放出的热量是多少？( )
20．小张把电热棒通过脉冲式电能表接到照明电路。电能表表盘上标有 “600imp/kWh”、 “220V 10A ”等信息，说明该电能表指示灯每闪烁600次，电路中消耗的电能是1kW·h。如图乙所示，电热棒放在大烧杯中把1000mL的水加热到60℃，记录数据如图甲：
[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
电热棒
电能表闪烁的次数/次 48
加热水所用时间/s 200
甲
（1）电热棒通电200s消耗的电能是______J
（2）烧杯中的水初温如图丙所示，为______℃，通电200s水吸收了______J的热量。
（3）电热棒的热效率是______。
21．阅读短文，回答问题。
无链条电动自行车
无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。如图1为一种在售的无链
条电动自行车。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。
为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达160Wh/kg。能量密度为存储能量与电池质量的比值。
整车 整车质量 40 kg
最大车速 26 km/h
最大噪声 ≤30 dB
锂电池 电压 36 V
容量 10 A h
电动机 额定功率 180 W
（1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过______转化为电能，然后电能又转化为______能存储在车的锂电池中；
（2）与汽车相比，电动自行车启动较快的原因之一是电动自行车质量小，具有的______较小；
（3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为______J，锂电池的质量为______kg；
（4）若测试时质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，则电动机的效率为______。（g取10N/kg）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
四种用电器上都标有“220V 150W”的字样，它们都在额定电压下正常工作，由公式W＝Pt可知，四个用电器工作相同的时间，消耗的电能也相同，但暖手宝将电能全部转化为内能；电视机主要是把电能转化为声能与光能，少部分电能转化为内能；电冰箱主要将电能转化为压缩机的机械能，少部分电能转化为内能；抽油烟机主要将电能转化为电动机的机械能，少量电能转化为内能。故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，不是测电功率的仪表，故A错误；
BD．电能表显示数字中最后一位是小数，单位为kW·h，图中电能表示数为20.0kW·h，表示它所测量的电路消耗了20.0kW·h的电能，故BD错误；
C．电灯正常工作的电功率
P=100W=0.1kW
灯正常工作10h消耗的电能
W=Pt=0.1kW×10h=1kW·h
“720r/(kW·h)”表示电路中每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转过720圈，所以，只将一盏标有“220V，100W”的电灯接在电路中，正常工作10h，转盘转720圈，故C正确。
故选C。
3．D
【解析】
【详解】
AB．由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片位于b端时，接入电路中的电阻为零，此时电路中的电流最大，电压表测电源两端的电压，由图乙可知，电压表的示数即电源的电压U=3V，电路中的电流I=0.3A，R1的阻值
故AB正确，不符合题意；
C．当滑片位于a端时，接入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，此时电流中的电流是0.1A，电压表的示数1V，变阻器两端的电压
U2=U-U1=3V-1V=2V
由串联电路电流的规律和欧姆定律得到变阻器的最大阻值
R2=
故C正确，不符合题意；
D．当滑片P移到中点时，通过电路的电流
电阻R1工作10s消耗的电能
故D错误，符合题意。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程。
A．电饭煲工作时是将电能转化为内能；
B．电风扇工作时主要是将电能转化为机械能；
C．电水壶工作时是将电能转化为内能；
D．电烙铁工作时是将电能转化为内能。
综上所述，只有电风扇的能量转化与其他三个不同，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题意知，导体AO与OB的材料、长度相同，OB的横截面积小于AO的横截面积，所以
RAO＜ROB
故A错误；
B．由题意知，导体AO与OB串联接入电路，由串联电路的电流特点知，串联电路各处电流相等，所以
IAO=IOB
故B错误；
C．因为
IAO=IOB，RAO＜ROB
由U=IR知
UAO＜UOB
故C错误；
D．因为
IAO=IOB，UAO＜UOB
由W=UIt可知相同时间内电流所做的电功的大小
WAO＜WOB
故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
在常见的家用电器中，电风扇主要把电能转化为机械能，而电视机主要将电能转化为光能和声能，电水壶、电饭煲主要把电能转化为内能，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7．B
【解析】
【详解】
A．“流水带动水轮机转动”是水的机机械能转化成水轮机的机械能，“电能通过电网从西部送到东部”能量的形式没有发生变化，不能说明在一定条件下，机械能和电能可以相互转化，故A不符合题意；
B．“三峡大坝放水发电”是水的机械能转化成电能，“正常工作的电扇吹出凉风”是电能转化成风扇的机械能，说明在一定条件下，机械能和电能可以相互转化，故B符合题意；
C．“水果电池点亮小灯泡”是水果的化学能首先转化成电能，电能是小灯泡发光，是电能转化成光能；“滚桶洗衣机工作时使水和衣服转动”是电能转化成机械能，不能说明在一定条件下，机械能和电能可以相互转化，故C不符合题意；
D．“用饭锅把饭煮熟”是电能转化为内能；“用充电器给手机电池充电”是将电能转化为化学能，不能说明在一定条件下，机械能和电能可以相互转化，故D不符合题意。
故选B。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，电能表的读数为5637.8kW·h，故A错误；
B．这个电能表正常工作的电压为220V，故B错误；
C．该电能表的最大电流是20A，即通过电能表的电流不能超过20A，故C错误；
D．1600imp/(kW·h)表示的是电路中每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁1600次，所以小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次，故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．图中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．电能表显示本月电表示数，不是本月用电量，故B错误；
C．当验电器带电时，两片金属箔由于带同种电荷相互排斥而张开，故C正确；
D．内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能，故D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
甲乙两个小灯泡串联，所以通过甲乙灯泡的电流相等，由可知在相同时间内消耗的电能之比等于灯泡两端电压之比，即1:2。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
A．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，故A错误；
B．“10(20)A”表示电能表的标定电流是10A，20A是指这个电能表额定最大电流，故B错误；
C．表上数据显示是指电能表接入电路后，电路中用电器消耗总电能1215.0度，故C错误；
D．“600r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转600转，故D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
A．台灯工作时将电能转化为内能和光能，故A不符合题意；
B．电视机工作时主要把电能转化为光能和声能，故B不符合题意；
C．洗衣机是把电能转化为机械能的装置，故C符合题意；
D．电饭锅是把电能转化为内能的装置，故D不符合题意。
故选C。
13． 0.3 660
【解析】
【详解】
[1]根据题中电流的定义，电流为
[2]这段时间内该电流做的功是
W=UIt=220V×0.3A×10s=660J
14． 4029.3 0.1kW·h
【解析】
【详解】
[1]电能表的读数：最后一位是小数，单位kW·h，由图可知，电能表的示数是4029.3kW·h。
[2]电饭锅消耗电能
15． 电 4.2×105J
【解析】
【详解】
（1）[1]热水器在工作时要消耗电能才能给水加热，因此将电能转化为内能。
（2）[2]水吸收的热量为
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(75℃-25℃)=4.2×105J
16． 热量 功
【解析】
【详解】
[1][2]焦耳是能量单位，焦耳作为国际能量单位可以做任何能量形式的单位，比如功的单位，热量的单位，内能的单位，能量的单位等。
17． 电 1.8 9.6 2m/s
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）[1]阳光照射时太阳能电池，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。
[2]正常发光时，lED灯泡的功率是3W，普通灯泡的功率是15W，LED灯和普通灯泡亮度的比值为
=1.8
（2）[3]充满电的蓄电池的电量
W=UIt=6V×5A×3600s=1.08×105J
螺旋桨电机的效率是80%，牵引力做的功
W1=W×(1-20%)×80%=1.08×105J×80%×80%=69120J
船模匀速航行，受到牵引力和阻力是平衡力，即
F=f=2N
航行的路程
s==34560m
航行的时间
（3）[4]船模在以1米/秒前进时受到的阻力是2牛，已知船航行时，所受的阻力与航速的平方成正比（即f=kv2，其中k为常数），所以
k==2N/(m2/s2)
f=2v2
太阳能电池驱动时，消耗电能的功率
P=0.1×1kW×20%=20W
电机消耗的功率
P1=P×80%=20W×80%=16W
克服阻力做功的功率
P2=
P2=P1=fv′
16W=2v′2v′
航模的最大速度
v′=2m/s
18． 零污染 燃料转化效率高 正极 相反 6.48×107 1.08×108
【解析】
【详解】
（1）[1][2]根据文中信息可知，与传统汽车相比，氢燃料电池车的能量转化效率高达，为内燃机的倍，燃料电池的燃料是氩气，生成物是清洁的水，因此，氢燃料电池车是真正意义上的零排放、零污染的车，所以优点有零污染，燃料转化效率高。
（2）[3]根据文中信息可知，电子经外部电路到达燃料电池的阴极板，从而在外电路中产生电流，由于电流方向与电子定向移动方向相反，所以阴极板为电源正极。
[4]电流是由电荷的定向移动形成的，物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，外电路的电流是由自由电子的定向移动形成的，自由电子带负电，因此自由电子移动的方向与电路中电流的方向相反。
（3）[5]电动汽车的电池充满电后储存的电能为
[6]需要燃料提供的能量为
需要柴油提供的能量为
节约的能量为
19． 化学能 950400J 1.573×104 J
【解析】
【详解】
(1)[1]电解这些水过程中，消耗电能，转化为化学能，将电能转化为化学能。
[2]电解这些水需要的电能
W=UIt=220V×2A×36×60s=950400J
(2)[3]这些氢气完全燃烧放出的热量
Q=qm=1.43×107J/kg×1.1×10-3kg=1.573×104J
20． 2.88×105 20 1.68×105J 58.3%
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）电热棒通电200s，电能表闪烁48次消耗电能
（2）水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3=1kg
由图丙知水初温20℃，通电200s，水加热到60℃，水吸收的热量
Q=cmt=4.2×103/(kg·℃)×1kg×(60℃-20℃)=1.68×105J
（3）电热棒的热效率
答：（1）电热棒通电200s消耗的电能是2.88×105J；
（2）烧杯中的水初温为20℃，通电200s水吸收了1.68×105J的热量；
（3）电热棒的热效率是58.3%。
21． 发电机 化学 惯性 1.296×106 2.25 83.3%
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]骑行者踩脚踏板的动能，通过发电机可转化为电能，然后电能又转化为化学能存储在车的锂电池中。
（2）[3]与汽车相比，电动自行车的质量较小，具有的惯性较小，运动状态容易改变，所以电动自行车启动较快。
（3）[4][5]由表格数据可知，锂电池的电压为36V，容量为10A h，则这款车的锂电池最多所储存的电能为
W＝UIt＝36V×10Ah＝360Wh＝360W×3600s＝1.296×106J
根据能量密度的定义，由能量密度达160Wh/kg可得，锂电池的质量为
（4）[6]因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，电动自行车在平直路面上匀速行驶对地面的压力为
F＝G总＝(m车+m人)g＝(40kg+60kg)×10N/kg＝1000N
因电动自行车在平直路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电动机的牵引力为
F牵＝f＝0.04F＝0.04×1000N＝40N
电动机牵引力做的功为
W1＝F牵s＝40N×2.7×104m＝1.08×106J
则电动机的效率为
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