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．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
2．5G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
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．如图所示的电能表，右边是该表上个月月初和月末的示数，下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．电能表工作时的电流应该等于10A
C．每消耗3.6×105J的电能，表盘转过300转
D．该电能表用户上月用电900度
5．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
6．如图所示的物理现象涉及的物理知识正确的是（ ）
A．图甲：摩擦起电的实质是创造了新的电荷
B．图乙：家用电能表是一种测量电功率的仪表
C．图丙：电动机正常工作时将机械能转化为电能
D．图丁：验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
7．充电宝内部主要部件是锂电池，充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量，民航局规定严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝乘机，则电压为3.7V、容量为下列数值的充电宝可以带上飞机的是（　　）
A．10000mA·h B．40000mA·h C．50A·h D．30A·h
8．某充电宝标有“电池能量：74W·h”，某手机电池标有“电池容量：3.7V4000mA·h”，则该充电宝的电池能量是手机电池容量的（　　）
A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．5倍
9．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903 kW h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．若只让一个标有“220 V 1000 W”的电热水器正常工作10 min，则电能表的圆盘转了60转
D．电能表上的“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用
10．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
11．小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（　　）
A．这块电池能提供的电能大约为23000J
B．图中mAh和Wh都是能量的单位
C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元（每度电0.48元）
D．不考虑机械自重及摩擦等，这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高
12．给电动自行车充电时，电动自行车的电池相当于（　　）
A．导线 B．开关 C．用电器 D．电源
二、填空题
13．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．
14．某充电宝上标明电压为3.7V，容量10000mA h，它充满电后，储存的电能为______J。
15．一手机用的锂电池，上面标明电压为3.7V，容量4000mA·h，它充满电后，大约储存了___________J电能。充电时的手机电池中能量转化为___________。
16．请你写出两个以“焦耳”为单位的物理量_______、_______。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题。
超声波加湿器通电工作时，雾化片每秒产生170万次的高频率振动，将水抛离水面雾化成大量1～5μm的超微粒子（水雾），吹散到空气中使空气湿润，改变空气的湿度。
图甲所示是某型号超声波加湿器，下表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值。
型号 ××× 额定加湿量 15L/h
额定电压 220V 额定输入功率 500W
水箱容量 25L 循环风量 2000m3/h
加湿效率 ≥1.2×10-2L/（h·W） 轮子与地面接触的总面积 6.0×10-4m2
净重 95kg
(1)水雾化成超微粒子的过程_____（填“是”或“不是”）汽化现象，加湿器正常工作时的电流为_____A；
(2)在没有其他用电器接入电路的情况下，加湿器工作30min，标有“3000imp/（kW·h）”的电能表指示灯闪烁了720次，此过程中加湿器消耗的电能为_____J，实际加湿量至少为_____L/h；
(3)利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量，如图乙所示，电源电压为24V，定值电阻R的阻值为120Ω，电流表的量程为0～100mA，电压表的量程为0～15V，湿敏电阻的阻值R0随湿度RH变化的关系如图丙所示，该电路能够测量的湿度范围是_____；将电压表表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值，制成一个简易湿度计，该湿度计的刻度值分布是_____（填“均匀”或“不均匀”）的。
18．传统的电车要由2条“辫子”供电，行驶中容易掉“辫子”，已逐渐被淘汰．我国最新研发的超级电容储能式新型电车，没有传统电车的“辫子”，可在乘客上下车的短时间内充满电，还可以把刹车时减小的机械能转化成电能回收储存再利用．某型号新型电车的有关技术参数如下表：
（1）传统电车掉“辫子”时，电车电路处于_____路状态，无法对电车持续供电．
（2）新型电车满载时的质量是_____t．
（3）新型电车在某次匀速直线行驶中，水平地面对电车的阻力为车总重的0.1倍；刹车时减小的机械能总量为1×107J，这部分能量的80%回收再利用，可供电车在上述水平路面上匀速行驶_____m．
（4）其蓄电池容量为“1000Ah”标称电压为380v，若充电效率为90%，一次充满要消耗的电能为_____J．
19．请阅读《第四代电光源——LED光源》并回答第30题第四代电光源——LED光源如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯，它的主要部分是高亮度白色发光二极管，这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高耗电少、寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源，是极具发展前途的新光源。LED的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同，是直接把电能转换成光能的器件，因而其发光效率较高，是新一代固体冷光源，将逐步取代传统光源。图乙是LED的元件实物及符号。由于二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性：把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，调节变阻器滑片改变LED两端的电压和电路中的电流，记录多组电压、电流数据，可以得到电压表与电流表的示数关系，如图丁所示。
　　
（1）LED灯主要由______（选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成；它之所以节能被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯______（选填“高”或“低”）；
（2）图丙中，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片，使LED灯正常发光，此时电流表的示数为______mA。断开S，对调电源的正负极后再闭合S，LED灯______（选填“能”或“不能”）发光；
（3）某个家庭原来全部用白炽灯来照明，平均每月照明用电50kW·h，现全部改用LED灯。相同情况下可节能约70%。已知每消耗1度电相当于排入1.1kg的二氧化碳，则改用LED灯后，这个家庭平均每月比原来减少排放二氧化碳约______kg。
20．垃圾焚烧发电是目前世界上普遍采用的最安全、最有效的生活垃圾处理技术。垃圾分类后再焚烧，其热值可提升30%至40%，二噁英（致癌物质）排放量可降低80%．宝鸡市垃圾焚烧发电项目建成后，日处理生活垃圾达1500吨，发电站配备2台功率均为1.05×104kW的发电机组，平均每天工作20小时。求：
(1)垃圾分类的益处是______。（写出一条即可）
(2)如果将发电站日处理的1500吨垃圾完全燃烧产生热量的70%用来加热水，能使多少千克20℃的水升高50℃？( )[设垃圾的平均热值为6×106J/kg，水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
(3)若两台发电机组同时工作，发电站每天可发电多少度？( )
(4)该发电站垃圾焚烧发电效率为多少？( )
21．阅读短文，回答问题。
“无人机”多功能飞行器可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图甲为某品牌“无人机”，由锂电池供电，采用4个电机带动旋翼转动，对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能，其携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。下表是该无人机的部分参数：
无人机质量含摄像机 1.5kg 锂电池额定电压 12V
最大上升速度 6m/s 电动机工作电压 10V
最大水平速度 15m/s 每个电动机最大输出功率 50W
最大上升速度时受 到的空气阻力 9N 电动机的能量转化效率 95
（1）当“无人机”携带摄像机飞行在空中进行拍摄地面图象时，下列说法中错误的是______
A．“无人机”升空时，获得升力的施力物体是空气
B．“无人机”中的电动机是将电能主要转化为机械能
C．“无人机”在拍摄地面图象时增加悬停高度可以使所成的像变大
D．“无人机”升空过程中所受到大气压变小
（2）为了保证电动机正常工作，通过电子调速器简称电调来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，每一个电动机连接一个电调，那么电动机和电调的连接方式是_________（选填“并联”或“串联”）。
（3）已知“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比。该“无人机”携带摄像机参与某次火情的勘测时，“无人机”以4m/s的速度从地面匀速竖直升空至100m高处，然后悬停观测（整个过程四个电动机同时工作）。此时，“无人机”上升时受到的空气阻力为______N，“无人机”上升过程中电动机做的功为________J，消耗的电能为____________J。
（4）该“无人机”携带的微型摄像机带有自动拍摄功能，未出现火情时处于待机状态，等到火情来临产生一定强度的红外线，摄像机将自主启动进入工作状态。小明利用红外探测器设计了一个“模拟自启系统”，如图乙所示。该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池提供，R是电阻箱，RP是红外探测器，可视为可变电阻，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示。（E为红外线强度，cd表示其单位）
E/cd 1.0 2.0 3.0 4.0 6.0
RP/ 18 9 6 4.5 3
若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为4cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到______，为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态，最简单的方法是将电阻箱R的阻值_________（填“调大”或“调小”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【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。
3．B
【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．C
【详解】
A．电能表是测量电路中消耗多少电能的仪表，故A错误；
B．由图可知，电能表的额定最大电流为10A，电能表工作时的电流不可以超过10A，但可以更小，故B错误；
C．表示电路中用电器每消耗电能，电能表的转盘转过3000转，则电能表表盘转过300转，用电器消耗的电能为
故C正确；
D．电能表读数时，最后一位是小数，所以上个月初电能表示数，上个月末电能表示数，则用户上月消耗的电能为
故D错误。
故选C。
5．D
【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。
6．D
【详解】
A．摩擦起电的实质是电荷的转移，不是创造了电荷，故A错误；
B．电能表是测量消耗电能即电功的仪表，故B错误；
C．电动机正常工作时将电能转化为机械能，故C错误；
D．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，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故D正确。
故选D。
7．ABD
【详解】
由题意知，允许带上飞机的充电宝的最大容器
而
10000mA·h=10A·h，40000mA·h=40A·h
故ABD符合题意，C不符合题意。
故选ABD。
8．D
【详解】
手机电池容量：3.7V，4000mA·h，即电池能量为
3.7V×4A·h=14.8W·h
该充电宝的电池能量是手机电池容量
=5倍
故选D。
9．D
【详解】
A．电能表读数最后一位为小数，即上次查看为，本次查看为，这段时间消耗电能为
故A错误；
B．电能表是测电功即测消耗的电能的仪表，故B错误；
C．标有“220 V 1000 W”的电热水器正常工作10 min，所消耗的电能为
圆盘转数为
故C错误；
D．电能表上的“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用，故D正确。
故选D。
10．C
【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。
11．B
【详解】
A．这块电池能提供的电能大约为
23000J相差不大，A正确，故A不符合题意；
B．mA是电流的单位，h是时间的单位，所以mAh是电荷量的单位，不是能的单位，W是功率的单位，h是时间的单位，故Wh是能量的单位，B错误，故B符合题意；
C．由A知电池能提供的电能大约为
将这块电池充满电需要的电费
，C正确，故C不符合题意；
D．中学生的重力约为500N，根据可知，将一个中学生提升的高度
D正确，故D不符合题意。
故选B。
12．C
【详解】
给电动自行车充电时，消耗了电能，获得了化学能，因此电动车的电池相当于用电器，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
13． 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．
14．133200
【详解】
根据题意知道，充电宝充满电后储存的电能
W=UIt=3.7V×10000×10-3A×3600s=1.332×105J
15． 化学能
【详解】
[1] 它充满电后，大约储存了
故它充满电后，大约储存了。
[2]充电时的手机电池中能量转化是在消耗电能，并且利用电池存储起来，故是将电能转为了化学能。
16． 热量 功
【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． 不是 2.27 8.64×105 5.76 30%～90% 不均匀
【详解】
(1)[1]水雾化成的超微粒子仍为液体，该过程不是汽化现象。
[2]由P=UI可知，加湿器正常工作时的电流
I==2.27A
加湿器正常工作时的电流为2.27A。
(2)[3]加湿器消耗的电能
W=kW h =0.24kW h=8.64×105J
加湿器消耗的电能为8.64×105J。
[4]加湿器实际功率
P===480W
实际加湿量至少为
V=ηP=1.2×10 2L/(h W)×480W=5.76L/h
实际加湿量至少为5.76L/h。
(3)[5]电路最大电流为：100mA=0.1A，电阻R两端电压
UR=IR=0.1A×120Ω=12V
此时R0两端电压
U0=U UR=24V 12V=12V
电阻阻值
R0===120Ω
由图丙所示可知，此时湿度为：30%；
R0两端最大电压U0′=15V，此时电路电流
I′== =0.075A
R0的阻值
R0′===200Ω
由图丙所示可知，此时的湿度为：90%；因此该电路能够测量的湿度范围是30%～90%。
[6]电压表示数
UV=U IR=U R
因此电压表示数与R0不成正比，湿度计的刻度值分布不均匀的。
18． 开 20 400 1.52×109
【详解】
传统电车掉“辫子”时，电车电路处于开路状态，无法对电车持续供电．（2）新型电车满载时对地面的压力F＝G＝Ps ＝5Pa＝20000kg＝20t．
（3）回收再利用的能量：W＝1×107J×80%＝8×106J，车受到的阻力为车总重的0.1倍则F＝20000Kg由W＝Fs得，可供电车在水平路面匀速行驶的路程：s＝＝400m.（4）其蓄电池容量为“1000Ah”标称电压为380v，电池储存的电能为：W＝UIt＝380V×1000A×3600s＝1.368J，若充电效率为90%，一次充满要消耗的电能为W11.52J．
19． 半导体 低 20 不能 38.5
【详解】
（1）[1][2]由材料知道，发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，所以，LED灯主要由半导体材料制成，LED的发光原理是直接把电能转换成光能，这样因为电热转换损耗的能量较白炽灯低。
（2）[3]由于把一个额定电压为3V的LED接入电路，当正常发光时，由图丁知道，电路的电流是20 mA。
[4]闭合开关S，LED发光；断开S，改变电源的正负极后闭合S，LED由于具有单向导电性，所以电路处于开路状态，LED不能发光。
（3）[5]全部改用LED灯后节约电能
可减排二氧化碳的质量
20． 见解析 3×107kg 4.2×105kW·h 16.8%
【详解】
(1)[1]垃圾分类的益处是：资源再次利用、降低了处理成本、能保护环境等；
(2)[2]1500t垃圾完全燃烧放出的热量
Q放= mq=1500×103kg×6×106J/kg=9×1012J
将这些垃圾完全燃烧后产生的热量的70%用来加热水，水吸收的热量
Q吸=70%×Q放=70%×9×1012J=6.3×1012J
则水的质量
(3)[3]2台机组一天的发电量
W=Pt=1.05×104kW×2×20h=4.2×105kW·h
(4)[4]这些生活垃圾发出的电能
W=4.2×105kW·h=4.2×105×3.6×106J=1.512×1012J
发电站垃圾焚烧发电效率
21． C 串 4 1900J 2000J 13.5 调大
【详解】
(1)[1]A．四旋翼无人机，当电机带动旋翼（螺旋桨）转动时，对下方空气施加向下的作用力，根据物体间力的作用是相互的，空气对它施加向上的反作用力（即为升力），所以获得升力的施力物体是空气，故A正确，不符合题意；
B．无人机”中的电动机工作原理通电线圈在磁场中受力而转动（或磁场对电流的作用），将电能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．摄像机的镜头是凸透镜，成倒立缩小的实像，在拍摄地面图象时增加悬停高度，即物距增大，像距变小，所成的像也变小，故C错误，符合题意；
D．大气压随高度的升高而减小，即“无人机”升空过程中所受到大气压变小，故D正确，不符合题意。
(2)[2]由题意知，每一个电动机连接一个电调，通过电子调速器（简称电调）来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，故电动机和电调的连接方式是串联；
(3)[3]由表格数据可知，无人机的最大上升速度为6m/s，此时受到的空气阻力为9N，由题意知，“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比，即：f=kv2，所以：
=
即：
=
解得：
f2=4N；
[4]由于“无人机”以4m/s的速度从地面匀速竖直升空，根据力的平衡条件可知，“无人机”获得的升力：
F=f2+G= f2+mg=4N+1.5kg×10N/kg=19N
则升力做的功：
W机械=Fs=19N×100m=1900J；
[5]由=得，“无人机”上升过程中电动机消耗的电能：
W电===2000J；
(4)[6]表格数据可知，小明设定红外线强度为4cd时，Rp=4.5，由题知，启动摄像机工作时，a、b两端的最小电压（即电阻箱的最小电压）UR=9V，则RP两端的电压：
UP=U-UR=12V-9V=3V
电路中的电流：
I===A
由I=得，电阻箱的最小阻值：
R===13.5；
[7]在红外线强度较弱时，红外探测器RP的阻值较大，其两端的电压将增大，为了保证a、b两端电压必须等于或大于9V不变，根据串联电路电压之比等于电阻之比，最简单的方法是将电阻箱R的阻值调大。
答案第1页，共2页
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