北师大版九年级年级全一册13.1电能和电功同步练习（有解析）

北师大版九年级年级全一册 13.1 电能和电功 同步练习
一、单选题
1．如图所示是新型的灯，小红对灯很感兴趣。她拆开一个灯后发现，灯是由多个小灯珠串联后通过电源适配器接入照明电路的。她取下其中一只小灯珠接在干电池两端没有亮，对调干电池正负极后亮了，用手试摸点亮的小灯珠几乎不发热。根据上述事实，以下推断正确的是（　　）
A．单只小灯珠工作电压是
B．小灯珠具有单向导电性
C．小灯珠主要是将电能转化为内能
D．灯带中的一只小灯珠断路后其它还亮
2．物理学中的公式比较多，我们要深刻理解公式的含义，下面说法中正确的是（　　）
A．由公式 可知，物质的比热容c与Q、m、Δt有关
B．由公式可知，燃料的热值q与燃料放出的热量Q成正比，与质量m成反比
C．由公式可知，导体的电阻R与导体两端电压U成正比，与通过的电流I成反比
D．由公式可知，只有纯电阻用电器做功才适用后面的变形公式
3．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
4．估测在实际生活中的应用十分广泛，下列所估测的数据中最接近实际的是（　　）
A．一盏LED台灯正常工作4小时耗电约为1度
B．人正常呼吸一次时间约2~4s
C．中学生步行的速度约5m/s
D．普通家庭房间门的高度一般大于3m
5．以下所列家用电器中，正常工作时，电能主要转化为机械能的是（　　）
A．电风扇 B． 电水壶
C． 电饭煲 D． 电视机
6．小明家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．他家在这段时间内消耗的电能为992kW h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．这个电能表的测量值是以“J”为单位
D．若只让一个标有“220V，1000W”的电热水器正常工作20min，则电能表的圆盘转1200转
7．某电能表的表盘如图所示。用电时电能表的铝盘每转过720转，接在该电能表上的用电器消耗的电能是（　　）
A．1.8×106J B．3.6×106J C．5.4×106J D．7.2×106J
8．家庭电路中接入的电能表，其作用是（　　）
A．测量电路消耗的电能
B．提高家庭用电器的效率
C．给家用电路提供电能
D．保护电路避免火灾
9．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
10．5G手机能够传输高质量视频图象，功能要比4G更先进，频带利用率更高，速度更快。以下为某5G手机的主要参数，该手机正常通话10min，消耗的电能是（　　）
手机类型 主屏参数 电池规格 摄像头像素 正常通话时电流
5G手机 6.5英寸 2400×1080像素 3.7V 4000mA·h锂电池 6400万像素 400mA
A．53280J B．888000J C．888J D．14.8J
11．如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）
A．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW h
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多
12．如图电源电压不变，只闭合开关S1，电流表的示数为0.3A，再闭合开关S2，电流表示数变化了0.4A，则同时闭合S1、S2后，R1、R2消耗的电能之比是（　　）
A．3:4 B．4:3 C．7:3 D．4:7
二、填空题
13．如图所示为学校实验室中某电能表的表盘，该电能表示数为______。
14．小强关闭家中其他用电器，只用一个电水壶烧水，使质量为lkg、初温为20℃的水被烧开（1个标准大气压下），用时5min，如图所示的电能表刚好转过300r。则水吸收的热量是______J，电水壶的实际电功率为______W，电水壶的效率是______（保留整数）。[水的比热容为4.2103J/（kg·℃）]
15．如图所示为人们所喜爱的电动自行车，只要将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了。车钥匙的作用相当于电路中的______； 给电动车充电时，电动车蓄电池相当于电路中的______， 它将电能转化为______能。
16．电能表是测量_______的仪表。小易家上次查看电能表示数为，本次查看时电能表读数如图所示，他家在这段时间内消耗的电能为_______kW h。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题。
让壁画当暖气
“石墨烯取暖壁画可挂在墙面上，既美观又采暖，是清洁供暖的新方式。”如图所示，石墨烯取暖壁画画框中的填充物为石墨烯，这种物质具有升温快、发热均匀等特点。用户还可根据自己的喜好定制壁画画面，相比传统采暖方式更节能、环保，是当下完成“供热扩面”的新途径。
石墨烯取暖壁画原理很简单，将近乎透明的石墨烯发热膜加入其中，通电后能使壁画表面温度在几秒内达到90℃，使所在空间迅速温暖起来，且加热无死角。具有使用寿命长、保温持久等优势，并且安全系数高，具有独特防爆免烫和温控保护装置（温度达到设定温度可自动切断电源）。石墨烯材料还可制作晶体管，传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发。我们相信，就像石墨烯取暖壁画一样，与石墨烯有关的新技术、新发明会在不远的将来走进人们的日常生活，给人类带来巨大福音。
（1）石墨烯取暖壁画在工作的过程中，将电能转化为______能。
（2）石墨烯取暖壁画中的温控保护装置，在电路中的作用相当于______（选填“开关”、“用电器”或“电源”）。
（3）石墨烯取暖壁画使所在空间暖和起来，是通过 ______方式增加空气内能的。
（4）石墨烯取暖壁画相比传统采暖方式更节能、环保，除此之外，请在文中找出一处它的优势：______。
18．某天，物业公司工作人员来到小明家收电费．小明观察电能表的情况如图所示，然后从笔记本上查出上月的记录为．
若按元/度计费，小明本月应交电费________元．
小明同学统计她家所有的电器的额定功率如图表：
则这些用电器能否同时正常工作？________．
小明的家长总觉得电表转的太快，计量不准，收费太高．为了检验此表是否准确，小明进行了如下实验：在家庭电路电压稳定时，把电热水壶接入电路，电能表转动恰好用；撤去电热水壶后，电能表在内恰好转了．在小明做实验的时间里，家中其他用电器的使用情况没有变化，请你通过计算说明电能表的计量是否准确 ________．
用电高峰时电压会下降，求此时电热水壶的实际功率（设电阻不随温度改变）_________．
19．阅读《手机电池在冬天为什么那么不耐用》，回答问题。
手机电池在冬天为什么那么不耐用
你是否有过这样的疑惑∶为什么手机在冬天的时候电量掉得特别快，一不小心手机就自动关机了，然而回到屋里暖和一会儿，手机又能开机而且电量也恢复了。
现代智能手机内置的都是锂电池，其内部主要是由含锂化合物的正极材料、电解质、隔离膜、负极材料和外壳五个部分组成。其中，正极材料和负极材料（石墨）都被嵌入到电解质中，而隔离膜则处于正、负极之间，避免它们直接接触导致短路发热，引起燃烧爆炸。如图所示为一种锂电池的结构示意图。
在充电时，正极材料分子中的理元素会被分离出来，变成一个带有正电荷的锂离子，在外加电场的作用力下，这个锂离子会穿越电解质和隔离膜，到达负极后与其中的碳原子发生化学反应生成LiC6，并稳定地嵌入到负极的石墨层中，完成了电能向化学能的存储过程。
在放电时，锂离子从负极运动到正极，要先在石墨层中扩散，通过石墨与电解液的界面，然后在电解液中迁移，通过电解液与正极材料的界面，最后在正极材料中扩散。这个过程形成了电流，为手机供电，完成化学能向电能的转化。
当手机处于低温环境的时候，但离子在石墨和正极材料中的扩散减慢，而电解液的粘度增大，这些因素导致锂离子在电解液中的迁移都受到了很大的阻碍，从而使锂离子电池两端的电压下降。当手机检测到锂离子电池处于低电压的时候，以为电池快没电了，就提醒你电量不足，甚至为了保护电池，会自动关机。
在冬天更应该注意的是别在低温下给手机充电，低温下给锂离子电池充电时，锂离子嵌入到石墨层中的速率比较慢，就会有锂离子来不及嵌入到石墨层中，而直接在石墨表面得到电子形成金属锂。这个过程叫做“析锂”，析出的金属锂有一部分变得不具有活性。也就是不会参与以后的锂离子迁移，而使锂离子电池的容量减少，这种容量的衰减是不可逆的，就算你把电池拿回到温暖的地方，它也没法恢复。
（1）锂电池在充电过程中，把______能转化为______能；
（2）请你给冬季在户外使用手机的人提供至少两条建议______。
20．有“公知”称新能源车的电池组能量密度（能量与质量的比值）还没有无烟煤高，更别提汽油了。已知某新能源车Model X的电池组电容量为 （ ），由7000多枚18650电池（如图）组成，电池组总质量约900kg。
（1）“能量密度”相当于哪个物理量_____；
（2）将100kW h换算约为_____J，新能源车Model X的“能量密度”是_____；
（3）已知汽油的能量密度4.6×107J/kg，“公知”的说法是_____（选填“正确”或“错误”）。
【科普：车的电池组不是一次性用品，而是可反复充电使用的）
为筹备 2022 年北京冬奥会，2021 年 2 月 27 日，在北京八达岭滑雪场举行了首届“全国机器人竞技大赛冰雪全明星挑战赛”。某机器人和雪橇的总质量为 20kg，一只雪橇与地面的接触面积为 4×10 2 m2，g取 10 N/kg。
（1）为机器人提供动力的电动机工作原理是___21___；
（2）如图示当机器人静止站立在水平面上时，求雪橇对地面的压强为多少 Pa？
（3）机器人蓄电池充电功率为 500 W，充满电需 3h，充满电后，其电能的 80%用于机器人克服阻力做功。机器人以 36km/h的速度在水平面上匀速滑行，所受阻力为总重的， 求该机器人可匀速滑行多长时间？
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．干电池的两端电压是1.5V，将单只小灯珠接在干电池两端后亮了，说明小灯珠的工作电压是 1.5V ，故A错误；
B．小灯珠接在干电池两端没有亮，对调干电池正负极后亮了，这说明小灯珠具有单向导电性，故B正确；
C．用手试摸点亮的小灯珠几乎不发热，这说明小灯珠产生的内能较少，电能并不是主要转化为内能 ，故C错误；
D．灯带中小灯珠是串联的，串联电路中各用电器相互影响，所以灯带内的一只小灯珠断路后其它会熄灭，故D错误。
故选B。
【点睛】
2．D
【解析】
【详解】
A．比热容是物质的特性，与一个物体的质量、升高的温度、以及吸收的热量无关，公式只是说明比热容可以由一个物体吸收的热量与其质量与升高的温度的乘积之比表示，故A错误；
B．热值是燃料的特性，表示1kg的某种燃料完全燃烧所放出的热量，与燃料的质量、放出的热量、以及燃烧情况都无关，故B错误；
C．导体的电阻取决于导体本身的材料、长度、横截面积和温度，于加在导体两端的电压、通过导体的电流无关，公式只表示导体的电阻可以由导体两端的电压与通过导体的电流的比值来表示，故C错误；
D．这两个公式是结合欧姆定律推导出来的，只适用于纯电阻用电器工作，把消耗的电能全部转化为内能的情况，故D正确。
故选D。
3．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。
4．B
【解析】
【详解】
A．一盏LED台灯正常工作的功率约0.04kW，4小时耗电约为
故A不符合题意；
B．人正常呼吸每分钟约为15~30次，一次时间约2~4s，故B符合题意；
C．中学生步行的速度约1.2m/s，故C不符合题意
D．普通家庭房间门的高度一般约为2m。故D不符合题意。
故选B。
5．A
【解析】
【详解】
A．电风扇通电后会转动，把电能转化为机械能。故A符合题意；
BC．电水壶、电饭煲都是利用电流的热效应工作的，主要把电能转化为内能。故BC不符合题意；
D．电视机在工作时消耗电能，输出光信号和声信号，因而是把电能转化为光能和声能。故D不符合题意。
故选A。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．他家在这段时间内消耗的电能
故A错误；
B．电能表是测量消耗电能的仪表，不是测量电功率的，故B错误；
C．电能表是测量消耗电能的仪表，测量值的单位是kW h，故C错误；
D．3600r/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转过3600r，只让一个标有“220V 1000W”的电热水器正常工作20min，其消耗的电能为
则电能表的圆盘转过的圈数
故D正确。
故选D。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，电能表的铝盘每转过720转，消耗1kW·h电能，即3.6×106J电能，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
A．供电公司给用户安装电能表，其作用是记录用户消耗电能的多少，电能表是测量电路消耗的电能的仪表，故A符合题意；
B．家庭用电器的效率与用电器本身有关，与电能表无关，故B不符合题意；
C．我们日常生活所用电能来自于发电站，与电能表无关，故C不符合题意；
D．空气开关或保险丝可以保护电路避免火灾，与电能表无关，故D不符合题意。
故选A。
9．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。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
通话时的电流
I=400mA=0.4A
通话时间
t=10×60s=600s
消耗的电能
W=UIt=3.7V×0.4A×600s=888J
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
A．由图知电能表允许通过的最大电流为40A，因此小英家干路中的电流不得超过40A，故A错误；
B．小英家上月消耗的电能为
5647.8kW h﹣5546.7kW h＝101.1kW h
故B错误；
C．1600imp/kW h表示每消耗1kW h的电能指示灯闪烁1600次，指示灯闪烁320次消耗的电能为
故C错误；
D．电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
由图知，只闭合S1时，R1单独接入电路，电流表测R1的电流，则
I1=0.3A
再闭合S2时，R1、R2并联，电流表测干路中的电流，两只开关都闭合时，由于并联电路中各支路可独立工作、互不影响，所以通过R1的电流仍然为0.3A，电流表示数变化了0.4A，则说明通过R2的电流为
I2=0.4A
而并联电路各支路两端的电压相等，根据W=UIt，在电压和通电时间相同的条件，消耗的电能与电流成正比，故在相同时间内R1、R2消耗的电能之比为
W1:W2= I1: I2=0.3A:0.4A=3:4
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
13．1469.5
【解析】
【详解】
电能表最后一位数字为小数，故该电能表示数为1469.5。
14． 1200 93 %
【解析】
【详解】
[1]水吸收的热量是
[2]用时5min，如图所示的电能表刚好转过300r，消耗的电能为
电水壶的实际电功率为
[3]电水壶的效率是
15． 开关 用电器 化学
【解析】
【详解】
[1]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，可见钥匙可以控制电路的通断，所以车钥匙的作用相当于电路中的开关。
[2][3]给电动车充电时，电动车蓄电池消耗电能，所以，此时蓄电池相当于电路中的用电器，是将电能转化为化学能。
16． 电能 90.3
【解析】
【详解】
[1][2]电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，表盘上最后一位数字表示小数，根据本次与上次查看读数可知他家在这段时间内消耗的电能为
17． 内 开关 热传递 见解析
【解析】
【详解】
（1）[1]石墨烯取暖壁画在工作的过程中，消耗电能，产生内能，将电能转化为内能。
（2）[2]石墨烯取暖壁画中的温控保护装置，当温度达到设定温度可自动切断电源，相当于开关，控制电路的通断。
（3）[3]石墨烯取暖壁画使所在空间暖和起来，空气吸收热量，温度升高，通过热传递的方式改变物体的内能。
（4）[4]石墨烯具有升温快、发热均匀等特点。
18． 7 能同时正常工作 电能表的计量是准确的 ．
【解析】
【详解】
(1)小明家本月消耗电能W＝2964.5kw h 2844.5kw h＝120kW h；该月应付电费120kW h×0.6元/kW h＝72元．(2)由电能表上的参数可知：工作电压220V，标定电流10A.
所以P＝UI＝220V×10A＝2200W,家中所有用电器的总功率P总＝1000W+150W+70W+25W+25W+40W＝1310W<2200W，这些用电器能同时正常工作；
(3)电能表转动100r消耗电能W1＝13000kW h×100＝130kW h;用电器总功率P1＝＝1.2kW＝1200W；电能表在1min内恰好转了10r,消耗电能W2＝13000kW h×10＝1300kW h;用电器功率为P2＝ P1＝＝0.2kW＝200W；1200W 200W＝1000W，正好是电热水壶的电功率，所以说电能表的计量是准确的．
(4)用电高峰时电压会下降10%,此时的电压U实＝90%U额＝0.9×220V＝198V；电热水壶的电阻R＝＝48.4Ω;电热水壶的实际功率P＝U2实R＝(198V)248.4Ω＝810W.
19． 电 化学 不能在低温下给手机充电；给手机保暖
【解析】
【详解】
（1）[1][2]锂电池在充电过程中，正极材料分子中的理元素会被分离出来，变成一个带有正电荷的锂离子，在外加电场的作用力下，这个锂离子会穿越电解质和隔离膜，到达负极后与其中的碳原子发生化学反应生成LiC6，并稳定地嵌入到负极的石墨层中，完成了电能向化学能的存储过程。
（2）[3]在冬天更应该注意的是别在低温下给手机充电，低温下给锂离子电池充电时，锂离子嵌入到石墨层中的速率比较慢。当手机处于低温环境的时候，但离子在石墨和正极材料中的扩散减慢，而电解液的粘度增大，这些因素导致锂离子在电解液中的迁移都受到了很大的阻碍，从而使锂离子电池两端的电压下降，应注意给手机保暖。
20． 热值 3.6×108 4×105J/kg 正确
【解析】
【详解】
解：（1）[1]由题意知，电池组能量密度（能量与质量的比值），其单位为J/kg，而热值的单位也是J/kg，所以，“能量密度”相当燃料的热值。
（2）[2]因为，所以，，
[3]新能源车Model X的“能量密度”
（3）[4]由于新能源车Model X的“能量密度”小于汽油的能量密度，所以，“公知”的说法是正确的。
答：（1）“能量密度”相当于热值；
（2）将100kW h换算约为3.6×108J，新能源车Model X的“能量密度”是4×105J/kg；
（3）“公知”的说法是正确的。
【答题空1】通电导线在磁场中受到了力的作用（2）；（3）1.2h
【解析】
【详解】
解：（1）通电后工作，故电动机工作原理是通电导线在磁场中受到了力的作用。
（2）雪橇对地面的压强为
（3）机器人蓄电池储存的电能为
机器人克服阻力做功
机器人所受的阻力为
该机器人可匀速滑行路程为
该机器人可匀速滑行的时间为
答：（2）雪橇对地面的压强为；
（3）该机器人可匀速滑行的时间为1.2h。
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