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．下列用电器利用电流热效应工作的是（　　）
A．电熨斗 B．洗衣机 C．电风扇 D．电视机
2．如图所示为小琴做的小小电动机。矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉了上半周，小小电动机由两节干电池供电。线圈快速稳定转动过程中，线圈受到磁场的作用力时，线圈中的电流为0.67 A，则线圈快速稳定转动1 min内电路消耗的电能约为（　　）
A．150 J B．120 J C．90J D．60J
3．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
4．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
5．图中甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数，则下列说法中正确的是（　　）
A．电能表是计量电功率的仪器
B．该家庭在这段时间内总共用电2000kW·h
C．1 kW·h相当于3.6×105J
D．该电能表转盘每转过600转，电路消耗电能0.5 kW·h
6．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
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．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
9．如图所示的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．该表是测量电功率的仪表
B．该表允许通过的最大电流为10A
C．图中电能表的示数为1242.8J
D．电路中的总功率越大，电能表的表盘转得越快
10．如图所示的电路中，、、是三只电表（电压表或电流表），闭合开关，标有“3V 0.5A”的灯泡L1正常发光，标有“6V 0.5A”的灯泡L2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，下列说法正确的是（　　）
A．电表为电流表，且示数为1A B．电表为电压表，且示数为3V
C．电表为电流表，且示数为0.25A D．闭合开关S，电流1s所做总功为2.25J
11．如图所示分别是小丽家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中不正确的是（　　）
A．小丽家家庭电路中的干路电流长时间不得超过40A
B．小丽家上个月消耗的电能为101.1kW.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，说明电路中用电器消耗的电能越多
12．小陈放学回家先后使用了节能灯和微波炉各一段时间，在使用过程中，电流通过节能灯所做的功比通过微波炉所做的功多，由此可以判断（ ）
A．通过节能灯的电流比微波炉大
B．节能灯两端的电压比微波炉大
C．微波炉的电阻比节能灯大
D．节能灯消耗的电能比微波炉大
二、填空题
13．如题图是电能表，它是计量 _____的仪器。它的转盘转动快表示 _____；如果这个电能表上的转盘在30min内转了1500转，则消耗的电能是 _____
14．如图，电源电压6V不变，灯L1标有“6V 6W”字样，灯L2标有“6V 3W”字样。若使L1、L2都正常发光，需闭合开关______；正常通电1min电流通过灯L1做的功为______J。
15．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______ 。
16．图所示电能表的示数为___________kW·h。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题：
半导体的应用
半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指导电性可受控制范围可从绝缘体到导体之间的材料。
发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿，因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
(1)如图甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光二极管的额定电流为30mA，它的能量由可反复充电使用的电池提供，且LED灯发光的颜色会随电压的变化而变化，如右面表格所示。将一个LED灯与50Ω的定值电阻R串联，已知电源电压为4.2V保持不变，闭合开关S，毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA，此时LED灯发出_________颜色的光。
两端的电压/V 2 2.4 3.2
LED灯的颜色 红 黄 蓝
(2)如图为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。
①由图甲可知，当二极管两端的正向电压为0.2V时，二极管处于_______（选填“接通”或“截止”）状态。
②当二极管两端的反向电压为50V时，二极管____（选填“会”或“不会”）被击穿。
(3)某家用插座用一只“2V 100mA”的发光二极管（与一定电阻串联在电路中）作为指示灯，将插座接在家庭电路中，指示灯正常发光，则在300s内电流通过发光二级管所做的功为_________J。
18．阅读短文，回答问题。
空调热水器
空调热水器，又名空气能热泵热水器，其工作原理示意图如图所示。工作过程中空调热水器通过一种工作媒质在蒸发器里迅速变成气态，再经过压缩机（消耗少量电能）将其压缩成高温高压的气体，然后在冷凝器中重新变成液态，达到给水加热的目的。空调热水器具有高效节能的特点，产生相同的热水量，比传统的电热水器和燃气热水器的能量更高。
热水产出率和能效比是衡量空调热水器性能的两个重要指标。热水产出率是指该热水器当进水温度为20℃，出水温度为50℃时，每小时可出热水的体积数，能效比是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值。下表为两种型号“空调热水器”在进水温度20℃时测定的部分参数。
(1)水箱中水的温度升高，是通过___________方式增加了水的内能；
(2)空调热水器工作时产生的热量___________（选填“大于”“小于”或“等于”）它所消耗的电能；
(3)下列关于空调热水器的判断中，正确的是__________；
A．工作媒质在冷凝器中不断吸热
B．空调热水器消耗的电能越少，其能效比越高
C．由于电流的热效应，热水吸收的热量一部分来自于电流产生的热量
D．压缩机通过做功的方式增加了工作媒质的内能
(4)A型热水器正常加热过程中，每小时流经冷凝器中的水吸收的热量为___________J，其能效比为___________；
(5)若B型热水器的能效比为4.2，则它的热水产出率为___________L/h。
19．阅读短文，回答文后的问题。
扫地机器人
扫地机器人又叫懒人扫地机，是一种能对地面进行自动吸尘的智能家用电器。因为其内部的微电脑能对房间大小、家具摆放、地面清洁度等因素进行检测，并依靠其内置的程序，制定合理的清洁路线，能够主动躲避障碍物，具备一定的智能性，所以被人称之为机器人。
机器人外壳一般用ABS树脂材料（塑料）制成，可防止机器人因刮蹭、撞击而在表面留下裂痕；机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。
机器人中吸尘电机的吸入功率、风量和真空度是衡量其优劣的重要参数。风量指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积。
（1）机器人工作时，主机内部的气压______（填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力；
（2）机器人常用ABS树脂材料（塑料）作为外壳材料，是因为ABS树脂材料的( )
A．导电性好 B．熔点高
C．比热容大 D．强度高、韧性好
（3）扫地机器人具有主动躲避障碍物的功能，它在躲避障碍物时将电能转化为_______能；
（4）当风量为S时，t时间段内通过吸尘电机排出的空气质量m的表达式为m=____________。（空气的密度为ρ）
20．平衡车作为一种新兴的代步工具，深受年轻人的喜欢，小明最近购入一台平衡车，如图所示。他仔细阅读此款平衡车的说明书，主要参数如下：
(1)该平衡车在水平路面正常行驶时，对地面产生的最大压强是多少______？（要有计算过程）
(2)该平衡车的电池充满电后，所储存的电能为______J。
(3)平衡车脚踏位置布满花纹，其作用是______
21．今年在快递界，智能分拣机器人“小黄人”是真真火了一把。 “小黄人”占地面积小，运行速度可达到3米/秒，他们有自己的“眼睛”，一般采用的是相机+二维码精确定位，工作时能通过“看”地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，“小黄人”会在一秒内迅速扫码识别面单信息，读取出其位置译码和目的地信息，而每个地址会对应不同的下落口，每个下落口将对应一个地级市。“小黄人”依照后台计算生成的结果，规划出传递快件的最优路线。同时，它还可以实现对包裹路径信息的追踪记录，真正实现了扫码、称重、分拣功能“三合一”。机器人要走的路线都是提前规划好的，强大的系统和智慧算法让他们一起工作也能互不干涉，并且还有红外、超声波壁障、急停按钮和碰撞海绵，发生“交通事故”的概率基本为0。据悉，1个机器人，可实现1小时内分拣50个快件的作业总量。
(1)“小黄人” 将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件“扔”进下落口（如图2）。如果将“扔”快件的托盘抽象为如图的示意图，“小黄人”对托盘的推力F始终垂直托盘向上，托盘可绕O点转动。托盘在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是均匀的）。请根据所学知识分析判断“小黄人”在“扔”快件的过程中所用推力_______（“逐渐变大”、“保持不变”、“逐渐变小”）。托盘的质量400g，OB长为30cm，OA长为5cm。若某快件的质量为3kg，请在图中作出托盘所受阻力的示意图。
( )
并计算“小黄人”此时对托盘至少需要多大的推力才能将快件“扔”进下落口_____。
(2)如图是某款“小黄人”铭牌上的部分参数。
电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时。若充满电后所有电量用于正常工作，则可供机器人持续正常工作多长时间____？
(3)如图3，“小黄人”设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。若返回过程中受到的阻力为20牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时机器人离充电座不能超过多少米_____？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．电熨斗工作时，主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故A符合题意；
B．洗衣机工作时，主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．电视机工作时主要把电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
线圈快速稳定转动1 min内电路消耗的电能约
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．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。
4．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。
5．D
【解析】
【详解】
A．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；
B．由图可知，5月初电能表的示数W1=1042.8kW·h，6月初电能表的示数W2=1242.8kW·h，则该家庭在这段时间内总共用电
W=W2-W1=1242.8kW·h-1042.8kW·h=200kW·h
故B错误；
C．电能表的计量单位是kW·h
1kW·h=3.6×106J
故C错误；
D．1200r/(kW·h)表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转1200转，则该电能表转盘每转过600转，电路消耗电能
W′=kW·h=0.5kW·h
故D正确。
故选D。
6．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。
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．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。
9．D
【解析】
【详解】
A．由图中可知，该表是电能表，是测量电路消耗的电能多少的仪器，故A错误；
B．由表中信息可知，该表允许通过的最大电流为40A，故B错误；
C．因电能表的单位为kW h，故由图中可知，该电能表的示数为1242.8kW h，故C错误；
D．电路中的总功率越大，单位时间内电路消耗的电能越多，则电能表的表盘转动得越快，故D正确。
故选D。
10．D
【解析】
【详解】
ABC．由题意知，电路中开关闭合后，L2发光较暗，L1正常发光，则两灯不是串联在电路中，因为两灯的定额电流相等，串联时，L1正常发光，通过的电流为0.5A，则通过L2的电流也为0.5A，L2也正常发光。那么两灯并联连接在电路中，所以a、b是电流表，c是电压表。其中，a测干路的电流，b测通过L2的电流。L1正常发光，则电源电压
U=U1=3V
灯L2的电阻
不考虑温度对灯丝电阻的影响时，通过L2的电流
所以干路的电流，即电流表a的示数
I=I1+I2实=0.5A+0.25A=0.75A
故ABC错误；
D．通电1s，电流所做的总功
W=UIt=3V×0.75A×1s=2.25J
故D正确。
故选D。
11．C
【解析】
【分析】
【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正确，不符合题意；
B．小英家上月消耗的电能为
5647.8kW h-5546.7kW h=101.1kW h
故B正确，不符合题意；
C．指示灯闪烁320次消耗的电能
故C错误，符合题意；
D．1600imp/kW h表示电路中每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，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，不符合题意。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
电流通过用电器做功的过程，就是消耗电能的过程，二者的实质是相同的。由公式W=UIt可知，电流做功的多少与电压、电流和通电时间都有关系，做功多不能表示电流大或电压大。电阻是导体的一种性质，其大小与做功的多少没有直接关系，电流通过节能灯所做的功比通过微波炉所做的功多 也不能说明电阻大。综上可知ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
13． 消耗电能 电能消耗的越快 0.5
【解析】
【详解】
[1][2]电能表又称电度表，是计量消耗电能多少的仪表，电能表的转盘转的快表示电能消耗的越快。
[3]表示的是电路中每消耗的电能，电能表转盘转3000转，电能表转盘转了1500转，消耗的电能为
14． S1、S2 360
【解析】
【详解】
[1]因为两灯泡的额定电压相等，且等于电源电压，所以，要使两灯同时正常发光，需要将两灯泡并联，由图知，应只闭合开关S1、S2。
[2]灯L1正常发光时的功率是6W，灯L1正常通电1min电流通过灯L1做的功为
W1=P1t=6W×60s=360J
15． 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
16．2035.8
【解析】
【详解】
电能表盘上数字的最后一位为小数，单位为kW·h，故电能表的读数为2035.8kW·h。
17． 蓝 截止 会 60
【解析】
【详解】
(1)[1]一个LED与50Ω的定值电阻R串联，由可知，定值电阻两端的电压为
因为串联电路总电压等于各用电器两端电压之和，所以LED灯两端的电压为
由表格信息可知，此时LED灯发出蓝颜色的光。
(2)①[2]由图可知，当二极管两端的正向电压为0.2V时，正向电流为零，二极管处于截止状态。
②[3]当二极管两端的反向电压为50V时，反向电流突然增大，二极管就会被击穿。
(3)[4]指示灯正常发光，电流通过发光二极管所做的功为
18． 热传递 大于 D 1. 26×107 3.5 240
【解析】
【详解】
(1)[1]工作煤质在冷凝器中由气态变为液态，发生了液化放热，放出的热量给水加热，是通过热传递的形式增加了水的内能。
(2)[2]工作过程中空调热水器通过一种工作媒质经过压缩机（消耗少量电能）将其压缩成高温高压的气体，然后在冷凝器中重新变成液态，达到给水加热的目，由此可知工作时产生的热量大于它所消耗的电能。
(3)[3]A．工作媒质在冷凝器中由气态变为液态，发生了液化，液化是放热过程，故A错误；
B．根据能效比定义可知，由于水吸收热量不确定，故其能效比没法确定，故B错误；
C．工作物质在冷凝器中重新变成液态，即液化放热，达到给水加热的目的，不是利用电流的热效应工作的，故C错误；
D．压缩机将工作物质压缩成高温高压的气体，压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能，故D正确。
故选D。
(4)[4]由表知，A型热水器热水产出率是100L/h，即当进水温度为20℃，出水温度为50℃时，每小时可出热水的体积是100L。
则水的质量
则水吸收的热量为
[5]每小时A型热水器消耗电能
热水器的能效比
(5)[6]每小时B型热水器消耗电能
因为B型热水器的能效比为4.2，即
所以
由可得
所以B型热水器工作1h提供的热水体积为
19． 小于 D 机械 ρSt
【解析】
【详解】
(1)[1]由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小可知，机器人在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒，故主机内部的气压小于大气压而产生吸力；
(2)[2]为避免机器人因刮蹭，撞击而在表面留下裂痕，机器人的外壳材料应选取强度高，韧性好的ABS树脂材料；
(3)[3]扫地机器人躲避障碍物时消耗电能，获得机械能，所以是将电能转化为机械能；
(4)[4]因为风量S指单位时间内通过吸尘电机排出的空气体积，经过t时间排出空气的体积为St，空气的密度为ρ，t时间段内通过吸尘电机排出的空气质量m的表达式为ρSt。
【点睛】
本题的第（4）问中考查密度相关公式的应用，在答此问时首先要结合题文信息理解风量的含义，通过风量计算出t时间段内吸尘电机排出空气的体积，然后结合密度公式得出空气质量m，此题要求学生对题文中物理知识能有效提取并能得以应用。
20． 增大摩擦
【解析】
【详解】
(1)当载重最大时，平衡车对地面压强最大，此时压力为
平衡车对地面的压强为
(2)该平衡车的电池容量为2.5Ah，工作电压为36V，充满电后，所储存的电能等于这些电能做的功
(3)平衡车脚踏位置布满花纹，是通过增加接触面粗糙程度的方式来增大摩擦。
21． 逐渐变小 102N 1h 216m
【解析】
【详解】
(1)[1][2]在如图所示，推力始终垂直托盘向上，可知动力臂与阻力大小保持不变，在绕点向上转的过程中，的力臂逐渐变小，由可知，推力逐渐变小；
托盘在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上，可得：
，
阻力的大小为：
，
如图所示
[3]所需的推力
；
(2)[4]电池的容量为
，
由得：
；
(3)[5]克服摩擦力做到功为：
，
根据得：
。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页