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．下列事例中，关于能量转化的说法正确的是（　　）
A．摩擦生热，机械能转化为内能
B．燃料燃烧时发热，机械能转化为化学能
C．充电宝充电过程，化学能转化为电能
D．电风扇工作过程，机械转化为电能
2．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
3．对于我们所学的电学知识，下列说法正确的是（　　）
A．电风扇工作时只将电能转化为机械能
B．通过导体的电流跟电压成正比
C．某一盏路灯坏了，其它灯还能照常工作表明它们是并联的
D．电流的方向是从电源的负极经过导线、用电器到电源的正极
4．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
5．下列选项中不能表示能量单位的是（　　）
A．焦耳 B．瓦特 C．度 D．千瓦时
6．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
7．把瘪了的乒乓球放在热水中（如图），它自己慢慢地复原了。其奥秘是乒乓球内的空气受热后体积增大，把瘪了的部分“顶”了起来。下列测量器材的工作原理与其类似的是（　　）
A．温度计 B．电压表 C．电流表 D．电能表
8．关于运动与能量，下列说法错误的是（　　）
A．小孩子滑滑梯时屁股发热是机械能转化为内能
B．电风扇通电以后转动是机械能转化为电能
C．新冠肺炎病毒德尔塔的传播是机械运动
D．花香扑鼻是分子运动
9．智能手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用“省电模式”。在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是（　　）
A．减小了电池的输出电流 B．降低了电池的输出电压
C．减小了电子线路的电阻 D．增大了电池的输出功率
10．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．此电能表接在电源为36V电路中也能正常工作
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
11．以下四位物理学家中，其名字作为功率单位的是（　　）
A．瓦特 B．焦耳 C．安培 D．欧姆
12．如图是某家庭电路中电能表的表盘，下列说法中正确的是（　　）
A．电能表此时的示数为6452.8J
B．该家庭电路允许的最大总功率为2.2kW
C．电路中用电器功率越大，则指示灯闪烁越快
D．不同的用电器消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁的次数不同
二、填空题
13．一个电水壶内装有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______。
14．“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。
15．如图甲所示电路，电源电压不变，。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表的示数逐渐______（选填“变大”或“变小”）；电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示，则电源电压是______V；当滑片P在a端时，通电1min，电流通过R2产生的热量是______J。
16．如图所示是某一家用电饭煲的铭牌，该电饭煲正常工作24分钟，消耗的电能为______kW·h。
三、综合题
17．下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：
(1)开关S断开时是_____（填“高温档”或“低温档”）工作状态；
(2)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能_____；
(3)若电烤箱中R2参与了某档工作，则R2的阻值是多少？_____
18．如图甲所示是一种双温电炉的电路图，其中R1、R2是由两段阻值相同的电阻丝组成的发热体，已知高温档每秒产生的热量是低温档每秒产生热量的2倍，该双温电炉工作时的额定电压为220V，高温档时的额定功率为1210W。（发热体的电阻不随温度的变化而变化，不计热损失。）求：
(1)当开关S位于___________（选填“A”或“B”）点时，电路处于高温档，并求出双温电炉高温档工作时的电流___________；
(2)R2的阻值___________；
(3)小明的妈妈某次用此电炉炖汤，花了半个小时，图乙是炖汤模式下发热功率随时间变化规律的图像，但图像中纵轴低温档的功率忘记标注。请问：能否计算出在炖汤过程中消耗的电能___________？若能请写出计算过程，若不能请说明理由___________。
19．阅读《手机电池和手机充电器》回答问题。
手机电池和手机充电器
手机电池由三部分组成：电芯、保护电路和外壳。当前手机电池一律为锂离子电池（不规范的场合下常常简称锂电池），正极材料为钴酸理，标准放电电压3.7V，充电截止电压4.2V放电截止电压2.75V。电池容量的单位是（瓦时），也可以用（安时）或（毫安时）来替代。
手机充电器又名移动电源。充电宝，其实它们都是由一个稳定电源（主要是稳压电源，提供稳定工作电压和足够的电流）加上必要的恒流。限压。限时等控制电路构成。国内的民用额定电压为220V，是不能够直接给手机充电的，手机座充的用处就是将220V的高压脉冲转换为5V的低压脉冲，再经过一个整流、稳压电路，变成5V稳定的直流电。也就是说，手机的充电底座起到一个从高压交流电变为低压直流电的作用。
手机常用锂离子（li-ion）电池的充电器采用的是恒流限压充电制，比如500电池采用250mA电流充电大约2h达到4.2V后再恒压充电。锂离子电池的充电过程分为两个步骤：先是恒流充电，其电流恒定，电压不断升高，当电压充到4.2V的时候自动转换为恒压充电，在恒压充电时电压恒定，电流越来越小直到充电电流小于预先设定值为止，所以有人用直充对手机电池进行充电的时候明明电量显示已经满格了，可是还是显示正在充电，其实这个时候电压已经达到了4.2V，所以电量显示为满格，此时在进行恒压充电过程。那么有人也许会问，为什么要进行恒压充电呢，直接用恒流充到4.2V不就行了吗？其实很容易解释，因为每一个电池都有一定的内阻，当用恒流进行充电到4.2V的时候，如果电流很大，那么在电池内阻上消耗的电压也就很大，所以要用恒压充电过程，把充电的电流慢慢降下来，这样电池的实际电压就会很接近4.2V。
(1)根据本文所述，手机的充电底座起到的作用是______；
(2)若手机的待机电流是10mA，500mA·h的电池可以使手机待机______h；
(3)若手机工作时按电池的标准电压工作，工作电流是300mA，则工作10h手机消耗的电能是______J。
20．如图甲所示，小明家新买了一台电热足浴器，其简化电路如图乙所示。当水温达设定温度时，温控开关S可自动切换至保温状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。请完成以下问题：
（1）用手向上提起加满水的足浴器时，手臂有很强的下坠感，这说明物体间______，由图乙可知，当开关S跳至______触点位置时，足浴器进入保温状态。
（2）足浴器正常加热时电路中的电流为多少______？
（3）水箱中装满初温为20℃的水，足浴器正常加热8min，可使水温升高到40℃，则水吸收的热量为多少______？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
（4）上述加热过程中，电热足浴器消耗的电能为多少______？加热效率是多少______？（保留一位小数）
额定电压 220V 最大水量 5L
加热功率 1100W 保温功率 220W
21．为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品。通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。
样品电阻值/Ω 垃圾类别
小于10 金属
10﹣30 餐厨
大于30 其他
(1)机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像来识别垃圾桶。下列物体成像原理与其相同的是______。
A．平面镜 B．照相机 C．放大镜 D．眼球
(2)机器人从某块垃圾上取样检测时。检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。
①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。______
②该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？______
(3)机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．摩擦生热，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A正确；
B．燃料燃烧时发热，消耗燃料内部的化学能，产生内能，故是将化学能转化为内能的过程，故B错误；
C．充电宝充电时将电能转化为化学能，故C错误；
D．电风扇工作过程，电能主要转化为机械能，故D错误。
故选A。
2．C
【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。
3．C
【详解】
A．电风扇工作时将电能转化为机械能和一部分内能，故A错误；
B．电阻一定时，通过导体的电流跟电压成正比，故B错误；
C．某一盏路灯坏了，其它灯还能照常工作，彼此间不受影响，表明它们是并联的，故C正确；
D．在电源外部，电流的方向是从电源的正极经过导线、用电器到电源的负极，故D错误。
故选C。
4．B
【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。
5．B
【详解】
A．焦耳是功和各种能量的基本单位，故A不符合题意；
B．瓦特是功率的基本单位，故B符合题意；
CD．1度=1千瓦时=3.6×106焦，所以度和千瓦时也是电能的单位，故C、D不符合题意。
故选B。
6．A
【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。
7．A
【详解】
A．由题干可知，瘪了的乒乓球是利用空气的热胀冷缩恢复的原状，液体温度计是利用液体的热胀冷缩制成的，故A符合题意；
BC．电流表与电压表工作原理相似，是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。故BC不符合题意；
D．当机械式电能表接入电路时，电压线圈和电流线圈产生的磁通穿过圆盘，这些磁通在时间和空间上不同相，分别在圆盘上感应出涡流，由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩使圆盘转动，故D不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】
A．小孩子滑滑梯时屁股与滑梯摩擦做功，屁股发热，机械能转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．电风扇通电转动，消耗了电能，获得了机械能，故将电能转化为机械能，故B错误，符合题意；
C．新冠肺炎病毒德尔塔是由分子组成的，其传播是机械运动，故C正确，不符合题意；
D．花香扑鼻是花香分子做无规则运动，属于分子运动，故D正确，不符合题意。
故选B。
9．A
【详解】
根据可知，在电荷量一定的情况下，延长电池的供电时间，即时间t变大，那么电流会变小，即减小了电池的输出电流。
故选A。
10．D
【详解】
A．电能表盘上的“220V”表示这个电能表应在220V的电路中使用，故电能表接在电源为36V电路中不能正常工作，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）表示电路中每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，则指示灯闪烁320次消耗的电能
故C错误；
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。
故选D。
11．A
【详解】
A．瓦特是功率的单位，故A符合题意；
B．焦耳是电能的单位，故B不符合题意；
C．安培是电流的单位，故C不符合题意；
D．欧姆是电阻的单位，故D不符合题意。
故选A。
12．C
【详解】
A．电能表表盘上最后一位表示小数，示数为6452.8kW·h，故A错误；
B．该家庭电路电压为220V，允许的最大电流为40A，则允许的最大总功率为
故B错误；
C．电路中用电器功率越大，则单位时间内消耗的电能越多，指示灯闪烁越快，故C正确；
D．不同的用电器消耗1kW·h的电能时，电表指示灯闪烁的次数相同，均为1600次，故D错误。
故选C。
13． 电 4.2×105J
【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
14． 0.3 660
【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
15． 变大 6 48
【详解】
[2]闭合开关，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流。闭合开关S，将滑动变阻器R2的滑片P从b端移动到a端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变大，根据串联分压特点可知滑动变阻器分得的电压变大，电压表的示数逐渐变大。
[2]当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电路为R1的简单电路，电压表的示数为0，从图中可知此时电路中的电流为0.6A，根据欧姆定律可知电源电压
[3]当滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，根据串联分压特点可知电压表的示数最大，从图中可知此时滑动变阻器两端的电压为4V，电路中的电流为0.2A，通电1min，电流通过R2产生的热量为
16．0.5
【详解】
由电饭煲的铭牌可知电饭煲的额定功率为1250W，所以电饭煲正常工作24分钟，消耗的电能为
17． 低温档 9.9×105J 66Ω
【详解】
(1)由电路图可知，开关闭合时电路为R1的简单电路，开关断开时两电阻串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电压一定时，由可知，开关S闭合时，电烤箱的功率最大，处于高温档；开关S断开时，电烤箱的功率最小，处于低温档；
(2)∵电烤箱正常工作，∴，电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能
，
(3)当开关S闭合时，电阻丝R1自己工作，功率较大，所以处于高温档位，∵，
∴，
当开关S断开时R1和R2串联，电阻较大，功率较小，所以处于低温档位，∵，
∴，
R2的阻值是
。
答：(1) 开关S断开时是低温档；
(2)电烤箱在高温档正常工作15min所消耗的电能为9.9×105J；
(3)电烤箱在低温档正常工作时，R2的阻值是66Ω。
18． A 5.5A 40Ω 能 见解析
【详解】
(1)[1]当接入A点时，只有R1接入电路，接入电路的电阻小，根据公式此时电功率大，所以是高温档。
[2]电炉高温档工作时的电流为
(2)[3]R2的阻值为
(3)[4][5]高温档每秒产生的热量是低温档每秒产生热量的2倍，则有
所以低温档时的电功率为
则炖汤过程中消耗的电能为
所以能计算出在炖汤过程中消耗的电能。
19． 见解析 50 39960或3.996×104
【详解】
(1)[1]由材料内容可知，手机的充电底座起到的作用是将高压交流电变为低压直流电或将220V的高压脉冲转化为5V的低压脉冲，再经过一个整流，稳压电路，变成5V稳定的直流电。
(2)[2]手机可待机时间为
(3)[3]电池标准放电电压3.7V，则工作10h手机消耗的电能是
W=UIt=3.7V×0.3A×10×3600s=39960J
20． 力的作用是相互的 b 5A 4.2×105J 5.28×105J 79.5%
【详解】
（1）[1]由物体间力的作用是相互的可知，用手向上提起加满水的足浴器时，手臂有很强的下坠感。
[2]足浴器进入保温状态时，电路的总功率最小，电源的电压一定时，由P＝可知，此时电路的总电阻最大，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，所以，由图乙可知，开关S应跳至b触点位置。
（2）[3]由P＝UI可得，足浴器正常加热时电路中的电流
I加热＝＝＝5A
（3）[4]水箱中装满水时水的体积
V＝5L＝5dm3＝5×10-3m3
水的质量
m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×5×10-3m3＝5kg
则水吸收的热量
Q吸＝c水m(t-t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃-20℃)＝4.2×105J
（4）[5]电热足浴器消耗的电能
W＝P加热t′＝1100W×8×60s＝5.28×105J
[6]加热效率
η＝×100%＝×100%≈79.5%
21． BD 第一个垃圾桶 0.015J 0.7J
【详解】
(1)[1]机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像，其应用与照相机的成像原理和人的眼睛的成像原理相同，故AC不符合题意，BD符合题意。
故选BD。
(2)[2]由图可知，样品两端的电压为
电路中的电流为
根据欧姆定律可知，样品的电阻为
根据表格中的数据可知，垃圾的类别为金属，需要放入第一个垃圾桶中。
[3]该次检测电阻过程中。检测电路消耗的电能为
W＝UIt＝1.5V×0.1A×0.1s＝0.015J
(3)[4]机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后所做的功为
W1＝Gh＝1N×0.7m＝0.7J
水平移动3米的过程中，力的方向是竖直向上的，移动的距离在水平方向上，所以机器人不做功，故所做的总功为W1＝0.7J。
答案第1页，共2页
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