北师大版九年级年级全一册13.1电能和电功同步练习（含解析）

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．下列关于电学知识说法正确的是（　　）
A．用电能表可以直接测量用电器的电功率 B．当电路中电功率过大时，保险丝会熔断
C．当导体两端没有电压时，导体也就没有了电阻 D．电风扇是利用电流的热效应
2．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
3．在家庭电路中，测量消耗电能的仪表是（　　）
A．电流表 B．电压表 C．灵敏电流表 D．电能表
4．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
5．如图所示，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（其中imp表示指示灯闪烁次数），下列选项中正确的是（　　）
A．小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
B．电能表上指示灯闪烁次数越多，说明电路中消耗电能越多
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．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
6．甲、乙、丙三个导体串联在电路中，它们材料相同、均为圆柱体，规格如表所示，通电1min，电流通过甲、乙、丙做的功分别为，则（　　）
导体 长度/cm 横截面积/cm2
甲 5 1
乙 10 1
丙 5 2
A． B． C． D．
7．关于电源和用电器，下列说法中正确的是（　　）
A．电源是利用电能的装置
B．电源是把其他形式能量转化为电能的装置
C．用电器是把电能转化为化学能的装置
D．充电电池只能做电源，不能做用电器
8．电能表在电路中测量的是（　　）
A．电流 B．电压 C．电功 D．电阻
9．小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V恒定不变，定值电阻R0=20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法正确的是（　　）
A．当环境温度降低，电压表的示数变大
B．当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
C．当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
D．当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
10．如图所示，对于电能表面板上的一些参数的理解，下列说法正确的是（　　）
A．此表是测量电功率的仪器
B．此时电能表的读数为7723kW·h
C．“3200imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，指示灯闪烁3200次
D．10A表示该电能表的额定最大电流
11．下列电学仪器中，能够直接测量电能的是（　　）
A．验电器 B．电压表 C．电能表 D．电流表
12．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
二、填空题
13．一个20Ω的电阻，通过的电流为0.5A，则在2min内该电阻上消耗______J的电能，向外释放的热量为______J。
14．照明电路中的LED灯和控制它的开关是______联连接的。近年来手机充电宝日益普及，在给充电宝充电的过程中，充电宝相当于______（选填“电源”或“用电器”），是把______能转化为______能储存起来。
15．（1）如图1中电流表的示数是___________A；
（2）如图中2电压表的示数是___________V。
（3）如图3所示，旋盘式电阻箱的示数为___________Ω。
（4）如图4所示，电能表的示数为___________kw·h。
16．2019年11月，第28届中国金鸡百花电影节在厦门举行，无人机群组成3D金鸡造型惊艳夜空（如图），若每架无人机上的LED灯功率为20W，1200架无人机持续亮灯1h消耗的电能为______kW·h。
三、综合题
17．（1）如图秒表的读数是________s。
（2）天平平衡时砝码的质量及游码在标尺上的位置如图所示，则被测物体的质量为______g。实验室常用弹簧测力计来测量力的大小，使用前应调零，明确该仪器的______和分度值。现用弹簧测力计挂一重4 N的物体沉入水中，物体静止时如图所示，则物体受到浮力是______N。
（3）如图所示，此时电能表的读数是______kW·h；若让电水壶单独工作，该电能表的表盘转了300转，说明该电水壶消耗了______kW·h的电能。
18．闯红灯、压实线都是违反交通规则的驾驶行为，为引导文明驾驶、保障交通安全，某十字路口设有红绿灯及压实线拍照系统。红绿灯内部的发光板上排列着由150个LED灯所组成的发光点阵，该型号的LED灯在不同电压下发出不同颜色的光，从而交替发出红灯、黄灯、绿灯等交通信号，已知该型号LED灯的工作电流是20 mA，当两端电压为1.5 V时发红光，当两端电压为2V时发黄光，当两端电压为2.5 V时发绿光，压实线拍照系统的简化电路如图甲所示，由感应器（电阻忽略不计）、压敏电阻Rx、电阻箱R、滑动变阻器R'、单刀双掷开关等组成，其中电源电压为24 V，压敏电阻的阻值随压力变化的关系如图乙所示。当通过感应器的电流达到或超过10 mA时，感应器报警，并触发抓拍设备工作进行拍照取证；当通过感应器的电流达到或超过24 mA时，感应器会被损坏。
(1)在一次信号周期中，红灯亮30 s、黄灯亮5s、绿灯亮30 s，则一个信号周期中该盏信号灯共消耗的电能为多少？( )
(2)现要求压敏电阻受到的压力达到或超过1×104 N时，感应器触发抓拍设备进行拍照，以下是调试该电路的步骤：
①电路接通前，滑动变阻器的滑片P置于最左端，根据实验要求，应将电阻箱调到一定的阻值，这一阻值为________Ω；
②将开关拨至2闭合，调节滑动变阻器滑片，直至感应器报警；
③保持滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，感应拍照系统即可正常使用。
(3)在(2)已调试好的电路中，保持滑动变阻器滑片位置不变，为避免感应器被损坏，压敏电阻所受压力不得超过多少？( )
(4)在调试过程中，改变滑动变阻器的接入阻值R'，即可改变报警时的压力。则设定报警压力F与滑动变阻器的接入阻值R'之间的关系图像为________。
A． B． C． D．
19．（1）如图所示，5月消耗的电能为________kW·h。
（2）请将电源、电流表、电压表三个电路符号填入如图电路的虚线框内，将电路补充完整。要求：开关闭合后，电流方向如图所示，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡变亮时，电压表的示数变小________。
（3）请在虚线框内画出下面这个实物图的电路图________。
20．和谐社会，关爱老人。老年电动车是老年人户外出行是代步的理想车辆，其性能相对稳定，车速较慢，运用电力无需加油，故又称环保老年车。使用前，应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。现有一款老人电动车，沿着水平笔直的道路匀速行驶，在0.5h内，电动行驶了2.5km。车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4A。
(1)使用前，对车上的蓄电池充电，能量的转化是______________________ ；电动自行车在电动骑行启动时，能量的转化是：____________________、___________________________；
(2)若该车和人共重2000N，行驶时轮胎与地面的接触面积共为1.6×10–2m2，那么车对地面的压强p=__________Pa；
(3)若车和人在行驶过程中所受阻力为40N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为W=__________J；
(4)在0.5h内该车消耗的电能W电=___________J，电能转化为机械能的机械效率η= ______ %。
21．2021年12月6日，宁德时代邦普一体化新能源产业项目在宜昌开工，预计2023年实现一期投产。其作为新能源电池的龙头企业，对未来新能源汽车的发展起到了重要作用。某品牌新能源汽车使用磷酸铁锂电池提供能量，电池容量30kW h，续航里程300km，快速充电0.5h可充电80%。
（1）纯电动新能源汽车充电时主要是将 _____能转化为 _____
（2）某充电桩快速充电电压为400V，如果充电时能量转化效率为75%，则充电时的电流是多少安？_
（3）电动汽车充电桩的电线都很粗，请用学过的知识解释为什么要用很粗的电线充电？___
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A. 电能表用来测量用电器一段时间内消耗的电能的，故A错误；B. 根据欧姆定律可知，家庭电路电压为220V一定，电阻越小，电流越大，所以短路是电流过大的原因．根据I＝可知，家庭电路电压为220V一定，总功率越大，总电流越大，所以总功率过大是电流过大的原因．因此保险丝熔断的原因是短路或用电器的总功率过大，故B正确；C. 电阻是导体的一种性质，大小与自身的材料、长度、横截面积有关，而与导体两端电压和通过导体的电流大小无关，故C错误；D. 电风扇中的电动机应用了通电导线在磁场中受力而工作的，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D错误．故选B.
点睛：（1）电能表是测量一段时间内消耗的电能的多少的仪表；（2）家庭电路在电流过大，会引起家庭电路中保险丝熔断，其原因：短路和总功率过大；（3）影响电阻的因素是材料、长度和横截面积，与是否有电流、电压无关；（4）电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子．
2．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。
3．D
【详解】
A．电流表是测量电路中电流大小的仪表，故A不符合题意；
B．电压表是测量电路两端电压大小的仪表，故B不符合题意；
C．灵敏电流表是用来检测电路中是否有电流的仪表，故C不符合题意；
D．电能表就是直接用来测量消耗电能的，故D符合题意。
故选D。
4．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。
5．B
【详解】
A．电能表的读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW·h，由此可知，上月末电能表示数为5647.8kW·h，上月初电能表示数为5546.7kW·h；则上个月小英家消耗的电能为
W＝5647.8kW·h﹣5546.7kW·h＝101.1kW·h
故A错误；
B．电能表上字样1600imp/(kW·h)，它表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的指示灯闪烁1600次。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，故B正确；
C． 电能表上指示灯闪烁320次，用电器消耗的电能
故C错误；
D．10（40）A：表示电能表的标定电流是10A，电能表的额定最大电流是40A，故小英家家庭电路中的干路电流不得超过40A，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
甲乙导体材料和横截面积相同，乙的长度大于甲的长度，乙的电阻大于甲的电阻，甲丙导体材料和长度相同，丙的横截面积大于甲的横截面积，丙的电阻小于甲的电阻，即
R乙＞R甲＞R丙
将它们串联在电路中，电流大小相等，通电1min，根据W=I2Rt可知
W乙＞W甲＞W丙
故选A。
7．B
【详解】
AB．电源是把其他形式的能量转化为电能的装置，故A错误，B正确；
C．用电器是把电能转化为其他形式能量的装置，例如电风扇把电能转化为机械能，电热水壶把电能转化为内能等等，故C错误；
D．充电电池在充电时消耗电能，是用电器，在放电时把其他形式的能量转化为电能，是电源，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．测量电流的仪表是电流表，故A不符合题意；
B．测量电压的仪表是电压表，故B不符合题意；
C．电能表是用来测量用电器消耗电能（电流做功，即电功）的仪表，故C符合题意；
D．测量电阻的仪表是欧姆表，故D不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】
A．由图甲可知，两个电阻串联，电压表测量R0两端的电压，由图乙可知，环境温度降低时，热敏电阻R1的阻值增大，根据串联电路的分压规律可知，其两端的电压增大，根据串联电路电压特点可知，R0两端的电压变小，即电压表示数将变小，故A错误；
B．由图乙可知，环境温度为40℃时，R1=20Ω，电路中的电流
R0两端的电压
U0=IR0=0.15A×20Ω=3V
故B错误；
C．当电压表的示数为2V时，电路中的电流
R1的阻值
由图乙可知，此时环境温度为20℃，故C正确；
D．由图乙可知，环境温度为50℃时，R′′1=10Ω，电路中的电流
定值电阻R0在1min内消耗的电能
故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．此表名称是电子式单相电能表，单位是kW·h，是测量电路中消耗电能的仪器。故A错误；
B．电能表显示的数字中，最后一位是十分位，因此读数为772.3kW·h。故B错误；
C．“3200imp/kW·h”称作电能表常数，“3200imp/kW·h”表示每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁3200次。故C正确；
D．10A表示基本电流，它是确定电能表有关特性的电流值，20A是电能表能满足测量准确要求，且能长期正常运行的最大电流值。故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．验电器是检验物体是否带电的仪器，不能测量消耗电能的多少，故A错误；
B．电压表是测量电路两端电压大小的仪表，不能直接测量电能，故B错误；
C．电能表可以直接测量电路消耗的电能，故C正确；
D．电流表是测量电路中电流大小的仪表，不能直接测量电能，故D错误。
故选C。
12．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。
13． 600 600
【详解】
[1]电阻消耗的电能为
[2]因为纯电阻消耗的电能和释放的热量相等，所以释放热量也为600J。
14． 串 用电器 电 化学
【详解】
[1]开关和LED灯串联才能控制灯的工作情况。
[2][3][4]充电宝在充电过程中，消耗电能得到化学能，将电能转化为化学能，因此这时充电宝相当于用电器。
15． 0.3 11 3209 8898.2
【详解】
（1）[1]电流表量程选择0~0.6A，分度值为0.02A，读数为0.3A。
（2）[2]电压表量程选择0~15V，分度值为0.5V，读数为11V。
（3）[3]电阻箱由大倍率开始读每档数值乘以倍率，各档加起来，即为
R=(3×1000+2×100+0+9×1) Ω=3209Ω
（4）[4]电能表单位是kw·h，最后一位是十分位，即为8898.2 kw·h。
16．24
【详解】
由可得一架无人机持续亮灯1h消耗的电能
1200架无人机持续亮灯1h消耗的电能
【点评】
本题考查了电功率公式的应用，属于基础题目。
17． 367.5 32.2 量程 2.2 314.5 0.5
【详解】
(1)[1]由图可知，秒表的读数为
(2)[2]由图可知，天平的读数为
[3]使用弹簧测力计前要看清其量程和分度值。
[4]由图可知，弹簧测力计的读数为1.8N，故物体所受的浮力为
(3)[5]电能表上最后一位为小数点后一位，由图可知，电能表的读数为314.5 kW·h。
[6]电能表的表盘转了300转，说明该电水壶消耗电能为
18． 390J 1500 1.5×105N B
【详解】
(1)[1]根据可知，一个信号周期中一个LED灯灯消耗的电能为
则一个信号周期中该盏信号灯共消耗的电能为
(2)[2]由图可知，压敏电阻与其受到的压力呈线性变化，即
代入数据可知
可得
当压敏电阻受到的压力达到或超过1×104 N时，滑动变阻器的滑片P置于最左端接入最大阻值，此时电阻箱的接入阻值为
此时通过感应器的电流达到10 mA，则电路中的总电阻为
则滑动变阻器的最大值为
(3)[3]在(2)已调试好的电路中，保持滑动变阻器滑片位置不变，为避免感应器被损坏，此时通过感应器的电流最高为24mA，则电路中的总电阻为
压敏电阻接入电阻为
代入可得所受压力最大为
(4)[4]在调试过程中，改变滑动变阻器的接入阻值R'，即可改变报警时的压力，通过感应器达到报警时的电流保持不变，即
则
其中a是负值，则图B符合设定报警压力F与滑动变阻器的接入阻值R'之间的关系图像。
19． 80
【详解】
（1）[1] 5月消耗的电能为
（2）[2]1、3在干路上，2在支路上，2只能是电压表，若2是电流表，要么将灯泡短路，要么将滑动变阻器短路，故2只能是电压表，故1、3是电流表或者电池，移动滑动变阻器的滑片P使小灯泡变亮时，则说明滑动变阻器的阻值变小，电流变大，根据串联分压，电压表的示数变小，那么只能说明电压表并联在滑动变阻器的两端，如图2测量不含电源部分，故1为电池，3为电流表，故如下图所示：
（3）[3]如图所示，先画电源，经过两个灯泡后再经过开关回到负极，故如下图所示：
20． 电能转化为化学能 化学能转化为电能 电能转化为机械能 1.25×105 1.0×105 2.304×105 43.4
【详解】
(1)[1]蓄电池充电时，是电能转化为化学能。
[2][3]电动车骑行时，电动机的工作是蓄电池的化学能转化电能，而电动车行驶时，是电动机的电能转化为机械能。
(2)[4]车对地面的压强
(3)[5]这段路程内该车克服阻力所做的功
W=fs=40N×2500m=1.0×105J
(4)[6]在0.5h内该车消耗的电能
W电=UIt=32V×4A×0.5×3600s=2.304×105J
[7]电能转化为机械能的机械效率
21． 电 化学能 160A 充电桩的充电线做得很粗，是因为在材料 长度相同时，粗的导线电阻小，由可知，在电流和通电时间一定时，导线的电阻越小，导线产生的热量越小。
【详解】
（1）[1][2]纯电动新能源汽车充电时，磷酸铁锂电池相当于用电器，该过程消耗了电能，得到了化学能储存起来，因此将电能转化为了化学能。
（2）[3]根据题意可知
由可知，充电时的电流
（3）[4]充电桩的充电线做得很粗，是因为在材料 长度相同时，粗的导线电阻小，由可知，在电流和通电时间一定时，导线的电阻越小，导线产生的热量越小
答案第1页，共2页
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