苏科版九年级下册15.1电能表与电功 同步练习（有解析）

苏科版九年级下册 15.1 电能表与电功
一、单选题
1．下列物理量最接近实际的是（　　）
A．人体的正常体温约42℃
B．一个中国家庭平均一个月正常用电量为10度
C．台灯正常工作时的电流为0.1A
D．我国动力电路的电压为220V
2．如图所示，电源电压相等，已知R1> R2> R3> R4，开关均闭合后，在相同的时间内，消耗电能最多的电阻是（　　）
A．R1 B． R2 C．R3 D．R4
3．电视机可以用遥控器关机而不用断开电源，这种功能叫做待机功能。这一功能给人们带来了方便，但很少有人注意到在待机状态下电视机仍然要消耗电能。例如某同学家的一台彩色电视机的待机功率大约是10W，假如他家电视机平均每天待机20h。试估算该同学家一年（按360天计算）中因这台电视机待机浪费的电能为（　　）
A．36kW·h B．360kW·h C．72kW·h D．720kW·h
4．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
5．如图为小美家的电能表。下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．电能表的读数为
C．指示灯闪烁越快，电能表所在电路消耗的电能越多
D．指示灯闪烁300次，表明该家庭电路这段时间消耗的电能是
6．下列电学仪器中，能够直接测量用电器消耗电能多少的仪器是（　　）
A．验电器 B．电压表 C．电流表 D．电能表
7．小华家这个月电能表的示数如图所示，下列读数中正确的是（　　）
A．62862 kW·h B．62862 J C．6286.2 kW·h D．6286.2 J
8．小明家的电能表11月1日读数如图甲，12月1日的读数如图乙，若电价为0.6元/度，则小明家11月份应交电费是（　　）
A．48.2元 B．49.2元
C．50.2元 D．109.2元
9．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
10．在如图所示的家用电器中，相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是（　　）
A．电水壶
B．电风扇
C．电熨斗
D．电暖气
11．安装在小高家中的电能表如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．小高家已经消耗的电能为781.5J B．此电能表转盘每小时最多能转过720转
C．此电能表的额定最大电流是20A D．此电能表可以安装在高压动力线路上使用
12．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
13．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
14．如图所示是家用电吹风的工作原理图，圆弧形触片可置于A、B、C三处，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风，下列说法正确的是（ ）
A．电风扇工作时将机械能转化为电能
B．电热丝选材时要选择导电性能好的铜丝
C．圆弧形触片置于A处时电风扇和电热丝串联
D．圆弧形触片置于B处时电吹风吹凉风
15．今年年初，武汉爆发新冠肺炎疫情，全国打响疫情防控阻击战，目前形势持续良好。疫情期间，常用的某款手持式电子测温仪如图甲，图乙是它工作的原理图，其中电源电压保持不变，R是热敏电阻，用于靠近人体测温，定值电阻R0为保护电阻，显示仪是由电流表或电压表改装而成。在测量人的体温时显示仪的示数会随被测者体温的升高而变大，则下列分析正确的是（　　）
A．图乙中的显示仪是由电流表改装成的
B．热敏电阻 R的阻值随着温度的升高而减小
C．将R0更换为阻值更小的电阻，测相同温度，显示仪示数变大
D．被测温者体温越高，整个电路消耗的电能越大
二、填空题
16．某家用电能表的有关参数如图所示，该电能表上用电器的总功率不能超过_______W。该电能表的转盘每小时最多转_______转。
17．（1）如图甲所示，电能表上月末显示的示数为_____，本月末显示的示数为1021.6，若电价0.6元/度，本月应交电费_____元；
（2）如图乙所示，电阻箱的示数是_____Ω，该电阻箱可调节阻值范围是_____Ω；
（3）如图丙所示的仪器，实验时应将它与被测量的用电器_____联；使用中该电表的_____（选填“+”或“-”）接线柱与被测用电器靠近电源正极的一端相连，在测量一节干电池电压，应选用的量程是_____V。
18．如图甲所示是小明家的电能表，如图乙所示是小明在11月1日和12月1日两次读出的电能表示数，这段时间，他家用电______度。周末，小明测量家中卧室空调的电功率，他关闭其他家用电器，只让被测空调单独工作，他观察到1min电能表的铝盘转了50圈，则此空调消耗的电能为______kW·h，它的实际功率为______W。
19．2021年12月9日，王亚平在天宫授课时展示了太空厨房中的热风加热装置和微波加热装置，还介绍了实现空间站水的循环利用的饮水循环分配机。两台加热装置的连接方式是______联，它们给食物加热时，将电能转化为食物的______能。
20．如图表示白炽电灯将电能转化为光能和内能的大致比例，由此可以计算出白炽电灯的发光效率为_______，若节能灯的发光效率为30%，它只要有_______W的功率就可以达到60W的白炽灯的亮度．
三、综合题
21．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。
22．电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，（如图所示）。它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上电动车供电，电动机为车提供动力。下表是某型号电动自行车主要技术参数：
整 车 整车质量 40kg
最高车速 ≤30km/h
最大噪声 ≤62dB
蓄电池 电压 48V
容量 12Ah
电动机 额定电压 48V
额定功率 240W
(1) 请你仔细观察电动自行车的构造，会发现很多地方用到了物理知识。示例：电动自行车的车座大而扁平，可减少压强。请仿照示例列举用到其他物理知识的一例；
举例：____________________；
(2)行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，当质量为50kg的你骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大_______ ？（取g=10N/kg）
(3)电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大_____？
(4)蓄电池一次充足电可储存的能量是多少焦_____？
(5)若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远______？
(6)从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点________？（各举一条）
23．为了搞好城市建设，呼和浩特市在市区各个岔路口相继安装了交通灯和电子警察监控系统。如图所示，为某路口的交通灯，已知三只灯泡均标有“220V，100W”的字样。
(1)这红、黄、绿三只灯一定是______联的；
(2)每只灯泡的灯丝电阻是多少？( )
(3)每只灯泡正常发光时，流过的电流是多少？( )
(4)该设施正常工作一整天（24小时），将消耗多少度的电？( )（不考虑灯的闪烁）
24．某物理兴趣小组想制作一款电热水壶。经过同学们讨论后确定电热水壶的要求如下：
容积：1.1L； 功能：①加热；②保温； 性能：水壶在装满水后，能在7分钟内将水从20℃加热到100℃。
为实现上述功能，他们利用两根电阻丝R1、R2进行设计（R1（1）水壶在装满水后，将水从20℃加热到100℃，水壶要吸收的热量是多少焦？[]( )
（2）若电热水壶的加热效率为80%，根据性能要求，在图甲电路中，当处于加热挡时，加热电阻丝最大为多少欧？( )
（3）有同学认为电器设计还应考虑使用安全，从安全角度提出条设计建议：___________。
（4）只利用图甲中的器材，请你为他们设计另外一个方案，将图乙的电路补充完整。( )
25．在图所示的电路中，电阻为40欧，滑动变阻器上标有“”字样．现有电压为6伏的电源一个，表盘如图（a）、（b）所示的电流表、电压表各一个，电键—个．
（1）若在AB间接入电源，CD间接人电压表，EF间接人电键．闭合电键后，滑片在某一位置时，电压表示数为2伏．求：①通过电阻的电流_____ ;②滑片在此位置时，10秒内变阻器消耗的电功_____ ．
（2）请选择一个电表，将电源、电键和所选择的电表分别接入AB、CD、EF间．要求选择合适的电表量程，移动滑片P的过程中，电路各元件能正常工作，且所选电表指针转动的角度最大．
①应在AB间接入 ________ ，CD间接入 ________ ，EF间接入 ________ ．
②所选电表所用的测量范围是 ________ ，请计算出所选电表的示数变化范围 ____ ．
26．为了节能环保现在出现了很多太阳能路灯，白天利用光照给蓄电池充电，晚上再用蓄电池给路灯供电，“12V 30 W”的路灯一天正常工作工作1min转化为光能为1700J。
求：（1）节能灯在工作时将______能转化为光能效率高。
（2）正常工作时每盏灯1min消耗的电能。( )
（3）节能灯发光时的效率。( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．正常体温约37℃，故A不符合实际；
B．一个中国家庭平均一个月正常用电量约为300度，故B不符合实际；
C．台灯正常工作时的电流约为0.1A，故C符合实际；
D．我国动力电路的电压为380V, 故D不符合实际。
故选C。
2．D
【详解】
根据左图可知，两电阻串联，根据右图可知，两电阻并联，串联电路两端电压等于各部分电压之和，并联电路两端电压相等，由可知，R4两端电压为电源电压，电阻最小，所以相同时间消耗电能最多，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3．C
【详解】
一年中因这台电视机待机浪费的电能为
故选C。
4．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。
5．D
【详解】
A．电能表是测量电功的仪表，故A错误；
B．电能表最后一位数字为小数，由图可知，此时电能表的读数为，故B错误；
C．因为电能表指示灯闪烁的快慢反映了做功的快慢，指示灯闪烁越快，表示电能表所在电路中的用电器的电功率越大，故C错误；
D．表示电路中的用电器每消耗电能，电能表的指示灯闪烁3000次，则指示灯闪烁300次，家庭电路这段时间消耗的电能
故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．验电器是检验物体是否带电的仪器，故A不符合题意；
B．电压表是测量电路或用电器两端电压的大小的仪表，故B不符合题意；
C．电流表是测量电路中电流或经过用电器电流的大小的仪表，故C不符合题意；
D．电能表是测量一段时间内电路消耗多少电能的仪表，故D符合题意。
故选D。
7．C
【详解】
电能表是测量电能的仪器，单位是，电能表示数的最后一位是小数位，由图可知，电能表的读数为。
故选C。
8．B
【详解】
由甲乙图知11月份消耗的电能
所以应交电费
故ACD不符合题意；故B符合题意。
故选B。
9．C
【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。
10．B
【详解】
电水壶、电熨斗、电暖气工作时把电能转换为内能，电风扇工作时把电能主要转化为机械能；相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是电风扇。
故选B。
11．C
【详解】
A．电能表示数的单位是kW h，图示电能表表示小高家已经消耗的电能为781.5kW h，故A错误；
B．720R/kW h表示此电能表每消耗1kW h电能，电能表的表盘转动720转，故B错误；
C．20A表示电能表在平时工作时，允许通过的最大额定电流为20A，故C正确；
D．此电能表的额定电压为220V，高压动力线路电压远高于220V，所以不能在高压动力线路上使用，故D错误。
故选C。
12．D
【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。
13．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。
14．D
【详解】
A．电风扇工作时将电能主要转化为机械能，故A错误；
B．根据焦耳定律可知，电流产生的热量与导体的电阻、通电时间、电流的大小有关；选择电热丝时，电热丝要有一定的电阻值，而铜丝的导电性较好，同种情况下的电阻很小，容易造成电路短路，故B错误；
C．圆弧形触片置于A处时，电流的路径有两条，电风扇和电热丝并联，故C错误；
D．圆弧形触片置于B处时，只有电动机接入电路，电吹风吹凉风，故D正确。
故选D。
15．C
【详解】
A．由图可知，R与R0串联，因显示仪与热敏电阻并联，故显示仪是由电压表改装成的，故A错误；
B．当被测者体温较高时，显示仪的示数（电压表的示数）也会变大，由分压原理可知，热敏电阻的电阻变大，即热敏电阻R的阻值随着温度的升高而增大，故B错误；
C．温度相同时热敏电阻的阻值不变，将R0更换为阻值更小的电阻，由串联电路分压特点可知，R0两端分得的电压变小，根据串联电路的电压特点可知，R两端的电压越大，因此显示仪示数会变大，故C正确；
D．被测者体温越高，电压表示数越大，根据串联电路分压原理可知，热敏电阻的阻值越大，电路的总电阻越大，由可知电路的电流越小，根据P=UI可知，功率越小，由于时间不知，则根据W=Pt可知无法判定消耗电能的多少，故D错误。
故选C。
16． 4400 1584
【详解】
[1]电能表的表盘上，“220V”是指电能表的工作电压，10（20）A中“20A”是指平时工作允许通过的最大电流，该电能表上用电器的最大总功率
P＝UI＝220V×20A＝4400W
[2]电能表上“360r/kW h”表示电能表所接的电路每消耗1kW h的电能，电能表的转盘转360r；1h消耗的最多电能
W＝Pt＝4.4kW×1h＝4.4kW h
该电能表的转盘每小时最多转数
n＝360r/kW h×4.4kW h＝1584r
17． 931.6 54 3204 0~9999 并 + 0~3
【详解】
（1）[1][2]如图甲所示，电能表上的单位是，最后一位表示,故电能表上月末显示的示数为，则本月消耗的电能为
本月应交电费为
90度×0.6元/度＝54元
（2）[3]由图知，“×1000”的位置对应的数字是3，“×100”的位置对应的数字是2，“×10”的位置对应的数字是0，“×1”的位置对应的数字是4，故电阻箱的示数是3204Ω。
[4]当各指针处都指向最大数值“9”时，即为电阻箱的最大测量值，故该电阻箱可调节阻值范围是0~9999Ω。
（3）[5]由图可知，该电表上面标有V，是电压表，电压表应与被测电路并联。
[6]电流要从电压表的正接线柱流入，负接线柱流出，所以电表的“+”接线柱与被测用电器靠近电源正极的一端相连。
[7]要测量一节干电池的电压，因一节干电池的电压约为1.5V，所以电压表应选用的量程是0~3V。
18． 58.9 0.02 1200
【详解】
[1]这段时间他家消耗的电能为
W=2390.2kW·h-2331.3kW·h=58.93kW·h =58.9度
[2]空调消耗的电能为
[3]空调的实际功率为
19． 并 内
【详解】
[1]两台加热装置工作时互不影响，是并联的。
[2]它们给食物加热时，加热装置会消耗电能，将电能转化为食物的内能。
20． 10% 20
【详解】
白炽灯的总功是消耗的100J的电能，有用功是10J的光能，发光效率η= =10%，节能灯的发光亮度要和白炽灯相同，就需要让两者的有用功相同，
W白炽灯有用功=W节能灯有用功，W白炽灯总功η白炽灯=W节能灯总功η节能灯，P白炽灯tη白炽灯=P节能灯tη节能灯，60W×10%=P节能灯×30%，P节能灯=20W．
21． 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
22． 脚踏板表面粗糙，增大摩擦力 Pa 5A 2.0736×106J 41472m 骑电动车优点是环保，缺点是充电麻烦
【详解】
(1)[1]电动自行车的车轮刻有凹凸不平的花纹，增大摩擦或者脚踏板表面粗糙，增大摩擦力。
(2)[2]行驶过程中地面受到的压强是
(3)[3]由P=UI可得，额定功率下的电流
(4)[4]蓄电池储存的电能
(5)[5]因蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功
即
解得
(6)[6]从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车的优点是无尾气、噪音小，缺点是蓄电池一般使用一年左右就需更换，废弃后的电池污染环境。
答：(1)脚踏板表面粗糙，增大摩擦力；
(2)地面受到的压强为Pa；
(3)电动自行车以额定功率行驶时的工作电流为5A；
(4)蓄电池一次充足电可储存的能量是2.0736×106J
(5)蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶41472m；
(6) 骑电动车优点是环保，缺点是充电麻烦。
23． 并 484Ω 0.45A 2.4度
【详解】
(1)[1]红、黄、绿三只灯可以单独工作，因此它们一定是并联的。
(2)[2]每只灯泡的灯丝电阻是
(3)[3]每只灯泡正常发光时，流过的电流是
(4)[4]该设施正常工作一整天（24小时），每次只点亮一个灯泡，且不考虑灯的闪烁，消耗的电能为
答：(1)这红、黄、绿三只灯一定是并联的；
(2)每只灯泡的灯丝电阻是484Ω；
(3)每只灯泡正常发光时，流过的电流是0.45A；
(4)该设施正常工作一整天（24小时），将消耗2.4度的电。
24． 3.696×105J 44Ω 在电路中串联接一个温控开关
【详解】
解：（1）水的质量
水吸收的热量
J
（2）若电热水壶的加热效率为80%，消耗的电能为
在图甲电路中，当开关S1闭合时，电路中只有电阻R1，处于加热挡，根据可知，加热电阻丝的最大电阻值
（3）为了保证使用的安全可以在加热的支路上增加一个温度控制开关，避免水加至沸腾后，仍然加热。
（4）将R1、R2并联，S1和加热电阻R1串联，两个开关都闭合时，热水壶处于加热状态，水沸腾时，S1断开，热水壶处于保温状态，如图
答：（1）水壶要吸收的热量是3.696×105J；
（2）加热电阻丝最大为44Ω；
（3）在电路中串联接一个温控开关；
（4）R1与R2并联，S1串联在R1支路中，如图
25． 0.1A 2J 电键 电源 电流表 0～3A 0.3A～3A
【详解】
(1)①[1]在AB间接入电源，CD间接入电压表，EF间接入电键，闭合电键后，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R1两端的电压：
U1=U-U2=6V-2V=4V，
则通过电阻R1的电流：
；
②[2]因串联电路中各处的电流相等，所以，10秒内变阻器R2消耗的电功：
W2=U2I2t=U2I1t=2V×0.1A×10s=2J；
(2)①[3][4][5]选取的电表为电压表，位置不能放到AB、EF之间，否则会造成两用电器不能同时正常工作，若电压表在CD间，当电压表的示数为2V时，接入电路中的电阻
，
电压表的示数不能达到满量程，故选取的电表应为电流表；电流表和电键不可能位于CD间，否则两用电器不可能同时工作，则CD应为电源，电流表不能位于AB间，否则电流表的示数不变．
综上可知，应在AB间接入电键，CD间接入电源，EF间接入电流表；
②[6][7]由滑动变阻器的铭牌可知，允许通过的最大电流为3A，要使，所选电流表指针转动的角度最大，则电流表的量程选0～3A，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电流表的示数最小，因R1与R2并联，且并联电路中各支路两端的电压相等，所以，通过滑动变阻器的最小电流：
，
电流表的最大示数I2max=3A，则电流表的示数变化范围是0.3A～3A．
26． 电 1800J 94.4%
【详解】
解：（1）节能灯在工作过程中，需要耗电，然后发光，所以是将电能转化为光能。
（2）根据
可得，节能灯正常工作时每盏灯1min消耗的电能为
（3）节能灯发光时的效率
答：（1）节能灯在工作时将电能转化为光能效率高；
（2）正常工作时每盏灯1min消耗的电能为1800J；
（3）节能灯发光时的效率为94.4%。
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